(57)【要約】【課題】ベルトを間欠移動させる際の各ベルト停止位置を高精度に制御する。【解決手段】本ベルト駆動制御装置は、従動ローラ４と駆動ローラ３とを含む複数の支持ローラに掛け渡されたベルトを間欠移動させるべく、ベルトの駆動制御を行うものである。この制御装置は、径が互いに異なる２つの支持ローラの回転角変位又は回転角速度を検出し、その検出された回転情報に基づいて、ベルトの移動方向位置が所定の目標位置となるように駆動ローラの駆動を制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状ベルトの移動に伴って連れ回り回転する従動支持回転体と該ベルトに駆動力を伝達する駆動支持回転体とを含む複数の支持回転体に掛け渡された該ベルトを間欠移動させるべく、該ベルトの駆動制御を行うベルト駆動制御装置において、
上記複数の支持回転体のうち、径が互いに異なる２つの支持回転体における回転角変位又は回転角速度を検出する検出手段を備え、
該検出手段により検出された回転情報に基づいて、上記ベルトの移動方向位置が所定の目標位置となるように、上記駆動支持回転体の駆動を制御を行う制御手段を有することを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１のベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、上記２つの支持回転体の回転情報に基づき、上記駆動支持回転体に巻き付いているベルト部分におけるピッチ線距離の変動によって生じる上記ベルトの移動位置変動を小さくして該ベルトの移動方向位置が所定の目標位置となるように上記駆動制御を行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１のベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、上記２つの支持回転体の回転情報に基づき、上記駆動支持回転体に巻き付いているベルト部分におけるベルト厚みの変動によって生じる上記ベルトの移動位置変動を小さくして該ベルトの移動方向位置が所定の目標位置となるように上記駆動制御を行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項４】
請求項２又は３のベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、上記２つの支持回転体の一方あるいは両方の回転情報に含まれる位相の異なる２つの回転変動情報のうちの一方の回転変動情報が示す変動量を小さくする処理を行い、その処理結果を用いて上記駆動制御を行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項５】
請求項４のベルト駆動制御装置において、
上記処理は、上記２つの支持回転体の一方あるいは両方の回転情報に含まれる位相の異なる２つの回転変動情報に対し、ベルト移動経路上における該２つの支持回転体間の距離と、該２つの支持回転体の径に基づいたゲインとを与えたものを加算処理し、その処理結果について、更に該加算処理を行うという処理をｎ（ｎ≧１）回繰り返し行うものであって、第ｎ回目の加算処理時における該ゲインとして第１回目の加算処理時におけるゲインＧを２n-1乗したものを用い、第ｎ回目の加算処理時における該遅延時間として該ベルト通過時間を２n-1倍したものを用いて行うものであることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項６】
請求項４のベルト駆動制御装置において、
上記２つの支持回転体は、２つの支持回転体間のベルト移動経路長とベルト全周長との比が２Ｎｂ（Ｎｂは自然数）となるように配置されており、
上記処理は、上記２つの支持回転体の一方あるいは両方の回転情報に含まれる位相の異なる２つの回転変動情報に対し、ベルト移動経路上における該２つの支持回転体間の距離と、該２つの支持回転体の径に基づいたゲインとを与えたものを加算処理し、その処理結果について更に該加算処理を行うという処理をＮｂ回繰り返し行うものであって、第ｎ回目の加算処理時における該ゲインとして第１回目の加算処理時におけるゲインＧを２n-1乗したものを用い、第ｎ回目の加算処理時における該遅延時間として該ベルト通過時間を２n-1倍したものを用いて行うものであることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項７】
請求項４のベルト駆動制御装置において、
上記処理は、上記２つの支持回転体の一方あるいは両方の回転情報に含まれる位相の異なる２つの回転変動情報に対し、ベルト移動経路上における該２つの支持回転体の距離と、該２つの支持回転体の径に基づいたゲインとを与えたものを出力情報とし、該出力情報を帰還して該２つの回転変動情報に加算する処理を行うものであることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項８】
請求項４、５、６又は７のベルト駆動制御装置において、
上記ベルトが１周する期間に得られる回転変動情報を記憶する変動情報記憶手段を有することを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項９】
請求項８のベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、上記回転変動情報を所定のタイミングで再び求める処理を行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項１０】
請求項８のベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、上記回転変動情報を求める処理を行いながら、上記駆動制御を行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項１１】
請求項４、５、６、７、８、９又は１０のベルト駆動制御装置において、
上記ベルトの基準ベルト移動方向位置を把握するために、該ベルト上の基準位置を示すマークを検知するマーク検知手段を有し、
上記制御手段は、該マーク検知手段による検知タイミングを基準に上記回転変動情報を取得し、かつ、上記駆動制御を行うことを特徴とするベルト装置。
【請求項１２】
請求項４、５、６、７、８、９又は１０ベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、上記回転変動情報と上記ベルトの移動方向位置との関係情報をベルト周長に基づいて把握した上で、上記駆動制御を行うことを特徴とするベルト装置。
【請求項１３】
請求項１のベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、上記２つの支持回転体のうち径が大きい第２支持回転体が既定回転角だけ回転するときの時間と、該第２支持回転体が該既定回転角だけ回転したときのベルト移動距離に対応する回転角分だけ該２つの支持回転体のうち径が小さい第１支持回転体が回転するときの時間とを、同時に計測し、かつ、該第２支持回転体の一回転周期につき異なる位相で少なくとも２回はその計測を行い、その後、その計測結果に基づいて該第２支持回転体の一回転周期の回転速度変動の振幅及び位相を導出するという導出処理を行い、この導出処理により導出した振幅及び位相に基づいて、該第２支持回転体の回転周期で生じる上記ベルトの移動位置変動が小さくなるように、上記駆動制御を行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項１４】
請求項１のベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、上記２つの支持回転体のうち径が大きい第２支持回転体が既定回転角だけ回転したときのベルト移動距離に対応する回転角分だけ該２つの支持回転体のうち径が小さい第１支持回転体が回転する時間内に、該第２支持回転体が回転する回転角を計測し、かつ、該第２支持回転体の一回転周期につき異なる位相で少なくとも２回はその計測を行い、その後、その計測結果に基づいて該第２支持回転体の一回転周期の回転角変動の振幅及び位相を導出という導出処理を行い、この導出処理により導出した振幅及び位相に基づいて、該第２支持回転体の回転周期で生じる上記ベルトの移動位置変動が小さくなるように、上記駆動制御を行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４のベルト駆動制御装置において
上記第２支持回転体が上記既定回転角だけ回転したときのベルト移動距離は、上記第１支持回転体が一回転したときのベルト移動距離の整数倍であることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項１６】
請求項１３又は１４のベルト駆動制御装置において、
上記既定回転角は、上記第２支持回転体の回転周期の１／２であることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項１７】
請求項１６のベルト駆動制御装置において、
上記第２支持回転体の径は、上記第１支持回転体の径の２ｎ（ｎは自然数）倍であることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項１８】
請求項１７のベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、上記計測を上記第２支持回転体の一回転周期につき異なる位相で２回行うものであり、
この２回の時間計測は、該第２支持回転体の回転周期の１／４に相当する位相差で行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項１９】
請求項１３、１４、１５、１６、１７又は１８のベルト駆動制御装置において、
上記検出手段は、上記第２支持回転体の回転情報検出用として高分解能の検出器を有し、上記第１支持回転体の回転情報検出用として該第１支持回転体が一回転するときに少なくとも１パルス以上の信号を発信する低分解能の検出器を有することを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項２０】
請求項１９のベルト駆動制御装置において、
上記高分解能の検出器は、上記駆動支持回転体である上記第２支持回転体の回転情報検出用として用いることを特徴とすることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項２１】
請求項１９又は２０のベルト駆動制御装置において、
上記高分解能の検出器は、上記第２支持回転体の回転軸を中心に環状に配置された複数の被検出部と、該被検出部が通過した際にパルス信号を出力する検出部とを備えており、
上記制御手段は、該被検出部のひとつを位相基準として上記導出処理を行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項２２】
請求項２１のベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、上記位相基準となる上記被検出部のひとつを基準として、上記駆動制御を行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項２３】
請求項１９、２０、２１又は２２のベルト駆動制御装置において、
上記高分解能の検出器は、位相が１８０°ずれた位置の被検出部をそれぞれ検出する２つの検出部を備えていることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項２４】
請求項１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２又は２３のベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、上記導出処理を電源投入時に行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項２５】
請求項１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２又は２３のベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、上記導出処理を一定時間経過ごとに行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項２６】
請求項１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２又は２３のベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、上記導出処理を逐次的に行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項２７】
請求項１のベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、上記検出手段により検出された回転情報に基づいて、単位温度変化あたりの直径変化率が互いに異なる上記２つの支持回転体のうちの一方の支持回転体の回転角速度に対する他方の支持回転体の回転角速度の変化量を求め、求めた変化量から該２つの支持回転体の温度変化を算出し、その算出結果に応じて、温度変化により生じる上記ベルトの移動位置変動が小さくなるように、上記駆動制御を行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項２８】
請求項２７のベルト駆動制御装置において、
上記制御手段は、ゴム素材で構成された支持回転体を上記一方の支持回転体とし、金属素材で構成された支持回転体を上記他方の支持回転体として、上記２つの支持回転体の温度変化を算出するものであることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項２９】
請求項２７又は２８のベルト駆動制御装置において、
回転周期の比率が整数比である上記２つの支持回転体のうちの一方の支持回転体の回転角速度に対する他方の支持回転体の回転角速度の変化量を求める際におけるこれらの回転角速度のサンプリング時間を、該２つの支持回転体の回転周期の公倍数に相当する時間に設定したことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項３０】
請求項２７又は２８のベルト駆動制御装置において、
回転周期の比率が整数比である上記２つの支持回転体のうちの一方の支持回転体の回転角速度に対する他方の支持回転体の回転角速度の変化量を求める際におけるこれらの回転角速度のサンプリング時間を、該他方の支持回転体の回転周期と上記ベルトの移動周期の公倍数に相当する時間に設定したことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項３１】
無端状ベルトの移動に伴って連れ回り回転する従動支持回転体と該ベルトに駆動力を伝達する駆動支持回転体とを含む複数の支持回転体に掛け渡された該ベルトからなる記録材搬送部材と、
該駆動支持回転体に駆動力を付与する駆動手段と、
該記録材搬送部材の駆動制御を行うベルト駆動制御装置と、
該ベルト駆動制御装置の駆動制御により間欠移動する該記録材搬送部材に担持搬送されている記録材上に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置において、
上記ベルト駆動制御装置として、請求項１乃至３０のいずれかに記載のベルト駆動制御装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトを間欠移動させるべくベルトの駆動制御を行うベルト駆動制御装置及びこれを備えたインクジェット記録方式等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置としては、無端状のベルトからなる記録材搬送部材上に担持搬送されている記録材上に画像を形成する際、記録材搬送部材を間欠移動させて記録材のステップ送りを繰り返し、記録材上に画像を形成するインクジェット記録方式の画像形成装置が知られている。
このような画像形成装置においては、その記録材搬送機構として搬送ベルト（記録材搬送部材）を用いるものがある。このような記録材搬送機構においては、一般に、搬送ベルトが掛け渡されている支持ローラ（支持回転体）上にコードホイール（エンコーダ盤）を設置し、そのコードホイール上のコードをエンコーダで読み取る。そして、そのエンコーダ出力に基づいて搬送ベルトを間欠移動させ、目標とする各停止位置で記録材が停止するように駆動制御を行う。このような駆動制御を行うことで記録材の間欠搬送時における各停止位置の精度向上を図ることができるので、インク滴の記録材着弾位置の精度を向上し、高画質化を図ることが可能となる。このような駆動制御方法を採用する画像形成装置については、例えば特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載の画像形成装置では、プラテンの上流側と下流側に搬送ローラ及び排出ローラを配置し、記録材を副走査方向に搬送する。そして、搬送ローラ軸上にコードホイールを設置し、そのコードホイール上のコードをエンコーダで読み取って、そのエンコーダ出力に基づいて搬送ローラや搬送ベルトを間欠移動させる。
【０００３】
また、特許文献２には、いわゆる電子写真方式の画像形成装置に設けられる無端状ベルトの駆動制御方法が記載されている。この駆動制御方法は、ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうちの従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、その検出結果に基づいて、ベルトの周方向の周期的な厚さ変動により生じるベルトの移動速度変動を抑制し、一定の移動速度でベルトが移動するように駆動制御するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４８８２２号公報
【特許文献２】特開２００５−１１５３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、インクジェット記録方式の画像形成装置では、インクの耐光性や経時劣化性を改善すべく染料系のインクに代えて顔料系のインクを使用し、インク粘度が高粘度化の傾向にある。このようなインクの高粘度化により、記録材へのにじみが激減したが、その反面、インク滴の記録材着弾位置の位置ズレ精度の悪さが、白スジ、黒スジ、バンディングといった形で見た目に顕著に表れるようになった。このような画質劣化は、特に副走査方向（記録材搬送方向）へ記録材を担持搬送する搬送ベルトが間欠移動する際の各ベルト停止位置の精度に大きく影響する。そのため、搬送ベルトを間欠移動させる際の各ベルト停止位置を更に高精度に制御することが、重要な技術課題となってきている。しかし、上記特許文献１に記載されているような従来の駆動制御方法では、白スジ、黒スジ、バンディングといった画質劣化を十分に抑制できるほど、搬送ベルトの間欠移動時における各ベルト停止位置を高精度に制御できないという問題があった。
【０００６】
搬送ベルトを間欠移動させる際の各ベルト停止位置を高精度に制御できない原因は、第１に、駆動ローラ（駆動支持回転体）に巻き付いたベルト部分において、ローラ表面からベルトピッチ線までの距離すなわちピッチ線距離（以下、「ＰＬＤ（Pitch Line Distance）」という。）がベルト駆動時に変動することが挙げられる。詳しく説明すると、一般に、ベルトの移動速度はＰＬＤによって決定される。このＰＬＤは、ベルトが均一な材質の単層ベルトであり、かつ、ベルトの内周面側と外周面側との伸縮度の絶対値がほぼ一致する場合には、そのベルト厚み方向の中央とベルト内周面すなわちローラ表面との距離に相当する。したがって、このような単層ベルトの場合、ＰＬＤとベルト厚みとの関係がほぼ一定となるので、ベルトの移動速度はベルト厚みムラによって決定することもできる。しかし、複数層からなるのベルトなどにおいては、硬質な層と軟質な層との間で互いに伸縮性が異なる結果、ベルト厚み方向の中央からズレた位置とローラ表面との距離がＰＬＤとなる。
【０００７】
ベルトを駆動した際に駆動ローラに巻き付いたベルト部分においてＰＬＤが変動すると、駆動ローラ上にＰＬＤの大きいベルト部分が巻き付いている時にはベルト移動速度が速くなり、反対にＰＬＤの小さいベルト部分が巻き付いている時にはベルト移動速度が遅くなる。その結果、駆動ローラ上にＰＬＤの大きいベルト部分が巻き付いている時にはベルト移動距離は長くなり、反対にＰＬＤの小さいベルト部分が巻き付いている時にはベルト移動距離が短くなる。そのため、ベルト駆動中に駆動ローラに巻き付いているベルト部分でＰＬＤ変動が生じると、駆動ローラを同じ回転角分だけ回転させても、その回転によりベルトが移動する距離は変化する。その結果、記録材間欠搬送時における搬送ベルトの各移動時に同じ回転角だけ駆動ローラを回転させても、記録材が搬送される距離はそれぞれ異なってしまう。このような理由から、搬送ベルトを間欠移動させる際のベルト停止位置が目標位置からズレてしまい、搬送ベルトを間欠移動させる際の各ベルト停止位置を高精度に制御できない。
【０００８】
また、搬送ベルトを間欠移動させる際の各ベルト停止位置を高精度に制御できない第２の原因としては、エンコーダ等の検出手段による検出誤差が挙げられる。搬送ベルトが掛け渡された支持ローラの１つの回転角変位又は回転角速度を検出し、その検出結果に基づいて駆動制御を行う場合、その支持ローラの偏心やその支持ローラに対する検出手段の組み付け誤差により、その検出結果から得られるベルト移動距離と実際のベルト移動距離との間に誤差が発生する。このように誤差を含む検出結果に基づいて駆動制御を行うと、搬送ベルトを間欠移動させる際のベルト停止位置が目標位置からズレてしまい、搬送ベルトを間欠移動させる際の各ベルト停止位置を高精度に制御できない。
【０００９】
また、搬送ベルトを間欠移動させる際の各ベルト停止位置を高精度に制御できない第３の原因としては、温度変化や経時摩耗等により支持ローラの径が変化することが挙げられる。支持ローラの径が変化すると、支持ローラが同じ回転角分だけ回転しても、そのときのベルト移動距離は異なることになる。これにより、例えば駆動ローラの径が変化すると、その駆動ローラを同じ回転角分だけ回転させてもその回転によりベルトが移動する距離は変化する。その結果、記録材間欠搬送時における搬送ベルトの各移動時に同じ回転角だけ駆動ローラを回転させても、記録材が搬送される距離はそれぞれ異なってしまい、搬送ベルトを間欠移動させる際の各ベルト停止位置を高精度に制御できない。また、検出手段が設けられた従動ローラの径が変化すると、同じ回転角分の検出結果であっても、実際にベルトが移動した距離が異なる結果を招き、検出誤差が生じる。よって、このように誤差を含む検出結果に基づいて駆動制御を行うと、搬送ベルトを間欠移動させる際のベルト停止位置が目標位置からズレてしまい、搬送ベルトを間欠移動させる際の各ベルト停止位置を高精度に制御できない。
【００１０】
なお、上記問題は、記録材を担持搬送する記録材搬送部材として用いるベルトを間欠移動させる駆動制御に限らず、間欠移動させるベルトの駆動制御全般において同様に生じ得る。
【００１１】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ベルトを間欠移動させる際の各ベルト停止位置を高精度に制御することが可能なベルト駆動制御装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、無端状ベルトの移動に伴って連れ回り回転する従動支持回転体と該ベルトに駆動力を伝達する駆動支持回転体とを含む複数の支持回転体に掛け渡された該ベルトを間欠移動させるべく、該ベルトの駆動制御を行うベルト駆動制御装置において、上記複数の支持回転体のうち、径が互いに異なる２つの支持回転体における回転角変位又は回転角速度を検出する検出手段を備え、該検出手段により検出された回転情報に基づいて、上記ベルトの移動方向位置が所定の目標位置となるように、上記駆動支持回転体の駆動を制御を行う制御手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、上記２つの支持回転体の回転情報に基づき、上記駆動支持回転体に巻き付いているベルト部分におけるピッチ線距離の変動によって生じる上記ベルトの移動位置変動を小さくして該ベルトの移動方向位置が所定の目標位置となるように上記駆動制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１のベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、上記２つの支持回転体の回転情報に基づき、上記駆動支持回転体に巻き付いているベルト部分におけるベルト厚みの変動によって生じる上記ベルトの移動位置変動を小さくして該ベルトの移動方向位置が所定の目標位置となるように上記駆動制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２又は３のベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、上記２つの支持回転体の一方あるいは両方の回転情報に含まれる位相の異なる２つの回転変動情報のうちの一方の回転変動情報が示す変動量を小さくする処理を行い、その処理結果を用いて上記駆動制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４のベルト駆動制御装置において、上記処理は、上記２つの支持回転体の一方あるいは両方の回転情報に含まれる位相の異なる２つの回転変動情報に対し、ベルト移動経路上における該２つの支持回転体間の距離と、該２つの支持回転体の径に基づいたゲインとを与えたものを加算処理し、その処理結果について、更に該加算処理を行うという処理をｎ（ｎ≧１）回繰り返し行うものであって、第ｎ回目の加算処理時における該ゲインとして第１回目の加算処理時におけるゲインＧを２n-1乗したものを用い、第ｎ回目の加算処理時における該遅延時間として該ベルト通過時間を２n-1倍したものを用いて行うものであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項４のベルト駆動制御装置において、上記２つの支持回転体は、２つの支持回転体間のベルト移動経路長とベルト全周長との比が２Ｎｂ（Ｎｂは自然数）となるように配置されており、上記処理は、上記２つの支持回転体の一方あるいは両方の回転情報に含まれる位相の異なる２つの回転変動情報に対し、ベルト移動経路上における該２つの支持回転体間の距離と、該２つの支持回転体の径に基づいたゲインとを与えたものを加算処理し、その処理結果について更に該加算処理を行うという処理をＮｂ回繰り返し行うものであって、第ｎ回目の加算処理時における該ゲインとして第１回目の加算処理時におけるゲインＧを２n-1乗したものを用い、第ｎ回目の加算処理時における該遅延時間として該ベルト通過時間を２n-1倍したものを用いて行うものであることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項４のベルト駆動制御装置において、上記処理は、上記２つの支持回転体の一方あるいは両方の回転情報に含まれる位相の異なる２つの回転変動情報に対し、ベルト移動経路上における該２つの支持回転体の距離と、該２つの支持回転体の径に基づいたゲインとを与えたものを出力情報とし、該出力情報を帰還して該２つの回転変動情報に加算する処理を行うものであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項４、５、６又は７のベルト駆動制御装置において、上記ベルトが１周する期間に得られる回転変動情報を記憶する変動情報記憶手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８のベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、上記回転変動情報を所定のタイミングで再び求める処理を行うことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項８のベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、上記回転変動情報を求める処理を行いながら、上記駆動制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項４、５、６、７、８、９又は１０のベルト駆動制御装置において、上記ベルトの基準ベルト移動方向位置を把握するために、該ベルト上の基準位置を示すマークを検知するマーク検知手段を有し、上記制御手段は、該マーク検知手段による検知タイミングを基準に上記回転変動情報を取得し、かつ、上記駆動制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項４、５、６、７、８、９又は１０ベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、上記回転変動情報と上記ベルトの移動方向位置との関係情報をベルト周長に基づいて把握した上で、上記駆動制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１のベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、上記２つの支持回転体のうち径が大きい第２支持回転体が既定回転角だけ回転するときの時間と、該第２支持回転体が該既定回転角だけ回転したときのベルト移動距離に対応する回転角分だけ該２つの支持回転体のうち径が小さい第１支持回転体が回転するときの時間とを、同時に計測し、かつ、該第２支持回転体の一回転周期につき異なる位相で少なくとも２回はその計測を行い、その後、その計測結果に基づいて該第２支持回転体の一回転周期の回転速度変動の振幅及び位相を導出するという導出処理を行い、この導出処理により導出した振幅及び位相に基づいて、該第２支持回転体の回転周期で生じる上記ベルトの移動位置変動が小さくなるように、上記駆動制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１のベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、上記２つの支持回転体のうち径が大きい第２支持回転体が既定回転角だけ回転したときのベルト移動距離に対応する回転角分だけ該２つの支持回転体のうち径が小さい第１支持回転体が回転する時間内に、該第２支持回転体が回転する回転角を計測し、かつ、該第２支持回転体の一回転周期につき異なる位相で少なくとも２回はその計測を行い、その後、その計測結果に基づいて該第２支持回転体の一回転周期の回転角変動の振幅及び位相を導出という導出処理を行い、この導出処理により導出した振幅及び位相に基づいて、該第２支持回転体の回転周期で生じる上記ベルトの移動位置変動が小さくなるように、上記駆動制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１３又は１４のベルト駆動制御装置において上記第２支持回転体が上記既定回転角だけ回転したときのベルト移動距離は、上記第１支持回転体が一回転したときのベルト移動距離の整数倍であることを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１３又は１４のベルト駆動制御装置において、上記既定回転角は、上記第２支持回転体の回転周期の１／２であることを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１６のベルト駆動制御装置において、上記第２支持回転体の径は、上記第１支持回転体の径の２ｎ（ｎは自然数）倍であることを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、請求項１７のベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、上記計測を上記第２支持回転体の一回転周期につき異なる位相で２回行うものであり、この２回の時間計測は、該第２支持回転体の回転周期の１／４に相当する位相差で行うことを特徴とするものである。
また、請求項１９の発明は、請求項１３、１４、１５、１６、１７又は１８のベルト駆動制御装置において、上記検出手段は、上記第２支持回転体の回転情報検出用として高分解能の検出器を有し、上記第１支持回転体の回転情報検出用として該第１支持回転体が一回転するときに少なくとも１パルス以上の信号を発信する低分解能の検出器を有することを特徴とするものである。
また、請求項２０の発明は、請求項１９のベルト駆動制御装置において、上記高分解能の検出器は、上記駆動支持回転体である上記第２支持回転体の回転情報検出用として用いることを特徴とするものである。
また、請求項２１の発明は、請求項１９又は２０のベルト駆動制御装置において、上記高分解能の検出器は、上記第２支持回転体の回転軸を中心に環状に配置された複数の被検出部と、該被検出部が通過した際にパルス信号を出力する検出部とを備えており、上記制御手段は、該被検出部のひとつを位相基準として上記導出処理を行うことを特徴とするものである。
また、請求項２２の発明は、請求項２１のベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、上記位相基準となる上記被検出部のひとつを基準として、上記駆動制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項２３の発明は、請求項１９、２０、２１又は２２のベルト駆動制御装置において、上記高分解能の検出器は、位相が１８０°ずれた位置の被検出部をそれぞれ検出する２つの検出部を備えていることを特徴とするものである。
また、請求項２４の発明は、請求項１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２又は２３のベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、上記導出処理を電源投入時に行うことを特徴とするものである。
また、請求項２５の発明は、請求項１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２又は２３のベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、上記導出処理を一定時間経過ごとに行うことを特徴とするものである。
また、請求項２６の発明は、請求項１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２又は２３のベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、上記導出処理を逐次的に行うことを特徴とするものである。
また、請求項２７の発明は、請求項１のベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、上記検出手段により検出された回転情報に基づいて、単位温度変化あたりの直径変化率が互いに異なる上記２つの支持回転体のうちの一方の支持回転体の回転角速度に対する他方の支持回転体の回転角速度の変化量を求め、求めた変化量から該２つの支持回転体の温度変化を算出し、その算出結果に応じて、温度変化により生じる上記ベルトの移動位置変動が小さくなるように、上記駆動制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項２８の発明は、請求項２７のベルト駆動制御装置において、上記制御手段は、ゴム素材で構成された支持回転体を上記一方の支持回転体とし、金属素材で構成された支持回転体を上記他方の支持回転体として、上記２つの支持回転体の温度変化を算出するものであることを特徴とするものである。
また、請求項２９の発明は、請求項２７又は２８のベルト駆動制御装置において、回転周期の比率が整数比である上記２つの支持回転体のうちの一方の支持回転体の回転角速度に対する他方の支持回転体の回転角速度の変化量を求める際におけるこれらの回転角速度のサンプリング時間を、該２つの支持回転体の回転周期の公倍数に相当する時間に設定したことを特徴とするものである。
また、請求項３０の発明は、請求項２７又は２８のベルト駆動制御装置において、回転周期の比率が整数比である上記２つの支持回転体のうちの一方の支持回転体の回転角速度に対する他方の支持回転体の回転角速度の変化量を求める際におけるこれらの回転角速度のサンプリング時間を、該他方の支持回転体の回転周期と上記ベルトの移動周期の公倍数に相当する時間に設定したことを特徴とするものである。
また、請求項３１の発明は、無端状ベルトの移動に伴って連れ回り回転する従動支持回転体と該ベルトに駆動力を伝達する駆動支持回転体とを含む複数の支持回転体に掛け渡された該ベルトからなる記録材搬送部材と、該駆動支持回転体に駆動力を付与する駆動手段と、該記録材搬送部材の駆動制御を行うベルト駆動制御装置と、該ベルト駆動制御装置の駆動制御により間欠移動する該記録材搬送部材に担持搬送されている記録材上に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置において、上記ベルト駆動制御装置として、請求項１乃至３０のいずれかに記載のベルト駆動制御装置を用いることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明においては、径が互いに異なる２つの支持回転体における回転角変位又は回転角速度の回転情報に基づいてベルトの移動方向位置が所定の目標位置となるように駆動制御を行う。径が互いに異なる２つの支持回転体の回転情報からは、後述するように、ベルト駆動時における駆動支持回転体に巻き付いているベルト部分のピッチ線距離の変動又はベルト厚みの変動により生じるベルト移動位置変動、ベルトを駆動制御するために用いる支持回転体（上記２つの支持回転体や駆動支持回転体）の偏心や検出手段の組み付け誤差に起因した支持回転体の回転周期で発生するベルト移動位置変動、温度変化や経時摩耗等により支持ローラの径が変化することによるベルト移動位置変動を認識することが可能である。よって、本発明では、これらのベルト移動位置変動を考慮して、ベルト間欠移動時における各ベルト停止位置を制御することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上、本発明によれば、上述した原因によって生じるベルト移動位置変動を考慮してベルト間欠移動時における各ベルト停止位置を制御することが可能なので、ベルトを間欠移動させる際の各ベルト停止位置を高精度に制御することが可能となるという優れた効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を、画像形成装置としてのインクジェット記録装置に適用した一実施形態について説明する。
図２は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の一例を示す断面構成図である。
このインクジェット記録装置は、プリンタ部５０の上方にスキャナ部３０を配置し、複写装置として構成されている。スキャナ部３０とプリンタ部５０の間には排紙部４０が形成されている。スキャナ部３０は、コンタクトガラス３１の下方に走査手段３２が走行可能に配設されており、光源により照明された原稿からの反射光をミラー・レンズ等を介してＣＣＤ３３に導き、原稿画像の読み取りが行われる。コンタクトガラス３１の上方には、圧板３４が開閉可能に設けられている。また、プリンタ部５０は、その下方に配置された給紙カセット２７から排紙部４０に到る記録紙搬送路（図２中の一点鎖線）を有する。その記録紙搬送路中の所定個所には搬送ローラ２５が適宜設置されている。なお、符号２４は給紙ローラ、符号２６は排紙ローラである。また、手差しトレイ２８が装置側面に設けられ、この手差しトレイ２８からも給紙ローラ２９を介して記録紙が給送される。
【００１６】
プリンタ部５０には、インクジェットエンジン２０が搭載されており、このインクジェットエンジン２０は記録紙搬送装置１を有している。この記録紙搬送装置１は、静電吸着ベルトからなる搬送ベルトを用いて記録材としての記録紙を副走査方向に搬送する。このような静電吸着ベルトを用いた記録紙搬送装置１は、一般的なローラ搬送方式に比べて安定した紙送りが可能であるという利点がある。また、このインクジェットエンジン２０は、記録紙搬送装置１の上にキャリッジ２１を備えている。キャリッジ２１は、印字ヘッド２２を搭載して主走査方向（図面に垂直な方向）に往復移動し、ヘッド２２からインク滴を吐出して印字を行う。この印字ヘッド２２は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の各色ごとに１ヘッドを備えた４ヘッド構成である。ただし、ヘッド数はこれに限らず、２色で１ヘッドを備えた２ヘッド構成等を採用してもよい。
【００１７】
また、本実施形態のインクジェット記録装置は、各色インクカートリッジ２３を印字ヘッドとは別に搭載し、これらのカートリッジ２３内のインクが図示しない供給チューブを介して各色の印字ヘッド２２に供給される。各色インクカートリッジ２３をヘッドとは別に搭載する方式は、プリントの高速化に伴うインク消費の増大に対応する大容量タイプのカートリッジが使用可能であり、ビジネスユーズに適した方式である。ただし、インク供給方式は、ヘッドとカートリッジ一体のタイプの構成でも良い。
【００１８】
図１及び図３は、記録紙搬送装置１の構成を詳しく示す詳細図である。
記録紙を副走査方向に搬送する記録材搬送部材としての無端状ベルトである搬送ベルト２は、駆動支持回転体である駆動ローラ３及び従動支持回転体であるテンションローラ４に掛け渡されている。搬送ベルト２に電荷を付与する帯電ローラ５、搬送ベルト２を除電するための除電ブラシ６、搬送ベルト２をクリーニングするためのクリーニングブレード７が、それぞれ搬送ベルト２の外周面に圧接されている。帯電ローラ５、除電ブラシ６及びクリーニングブレード７は、ブラケット１６に支持されている。ブラケット１６には、クリーニングブレード７により搬送ベルト２から除去した紙粉やインク汚れ等を貯留する回収部が設けられている。加圧板１４に支持された加圧コロ１３が、駆動ローラ３に対向して配置されている。加圧板１４の先端には先端加圧コロ１５が支持されている。この先端加圧コロ１５は、搬送ベルト２の上辺部の内側に配置されたプラテン１０（図３参照）に対し、搬送ベルト２を押し付ける働きをする。
【００１９】
駆動ローラ３の側方には入口ガイド部材３５が配置されており、給紙部から給送されてきた記録紙を、駆動ローラ３（搬送ベルト２）と加圧板１４の間に案内する。搬送ベルト２の上面に静電的に吸着された記録紙は、図において反時計回りに回動する搬送ベルト２によって図の右から左方向、すなわち副走査方向に搬送される。テンションローラ４の下流側には、排紙ローラ１７と拍車１８からなる排紙ローラ対が設けられている。テンションローラ４部には分離爪１９が設けられており、分離爪１９によって搬送ベルト２から分離された記録紙は、排紙ローラ１７と拍車１８からなる排紙ローラ対によって下流側に送られる。
【００２０】
駆動ローラ３の軸には、高分解能のコードホイール８が装着されている。コードホイール８には図示しない被検出部としてのスリットが形成されており、そのスリットを検出するための検出部である透過型のエンコーダセンサ９が設けられている。コードホイール８とセンサ９で、検出手段としてのロータリエンコーダを構成する。本例のロータリエンコーダとしては印字ヘッドのノズルピッチ以下の分解能が要求されるため、３００ＬＰＩ以上、４８００ＣＲ以上を使用することが好ましい。
【００２１】
テンションローラ４の同軸上には補正用ロータリエンコーダ６０が取り付けられている。また、テンションローラ４の径は、駆動ローラ３の径とは異なっており、ここでは、駆動ローラ３の径よりも細いものとしている。図３では、補正用ロータリエンコーダがテンションローラ４軸上に取り付けられているが、駆動ローラと異なり搬送ベルト２を介して駆動される軸であれば良い。例えば、駆動ローラ３とテンションローラ４の他に補正用ローラ専用の軸を備えても良い。この場合においても、補正用ローラの径は駆動ローラ３の径とは異なるものとする必要がある。
【００２２】
図４は、記録紙搬送装置１に使用されているベルト搬送機構の伝達機構である。
モータ６１が発生した駆動力は、モータプーリ６２とタイミングベルト６３と駆動ローラ３の軸の片端面に取り付けられている搬送プーリ６４からなる減速機構を介して、駆動ローラ３へと伝達される。コードホイール８は、搬送プーリ６４と同軸上に取り付けられている。ここでは、コードホイール８とエンコーダセンサ９が駆動ローラ３の片端面に取り付けられているものとしているが、コードホイールとセンサが一体化したエンコーダや、エンコーダが同軸上に取り付けられたモータを使用しても良い。また、上記伝達機構をプーリとタイミングベルトを使用した伝達機構としたが、歯車による伝達機構や、直接モータで駆動ローラを駆動する機構でも良い。
【００２３】
［ＰＬＤ変動によるベルト移動位置変動の補正手法］
次に、ＰＬＤ変動によるベルト移動位置変動に対する補正手法の一例について説明する。
まず、ＰＬＤ変動によりベルト移動位置変動が生じる原理について説明する。なお、以下の説明ではＰＬＤ変動について説明するが、ベルトが均一な材質の単層ベルトであり、かつ、ベルトの内周面側と外周面側との伸縮度の絶対値がほぼ一致する場合には、ＰＬＤとベルト厚みとの関係がほぼ一定となるので、この場合にはＰＬＤ変動をベルト厚み変動に置き換えても同様である。
【００２４】
ベルトの移動速度は、様々な原因によって変動するが、その原因の中にベルト駆動時における駆動ローラに巻き付いているベルト部分のＰＬＤ変動がある。このＰＬＤ変動は、例えば、円筒金型を用いて遠心焼成方式で作成されたベルトにみられるベルト周方向にわたる肉厚の偏りによって生じるベルト厚みムラ等によって発生する。このようなＰＬＤ変動が発生すると、そのベルトを駆動する駆動ローラ（駆動支持回転体）上にＰＬＤの大きいベルト部分が巻き付いている時にはベルト移動速度が速くなり、反対にＰＬＤの小さいベルト部分が巻き付いている時にはベルト移動速度が遅くなる。そのため、ベルト移動速度に変動が生じ、ベルトを間欠移動させる際における各ベルト移動時にベルトが移動する距離がＰＬＤ変動によって変化する。よって、ＰＬＤ変動を考慮せずに駆動制御を行ったのでは、ベルト間欠移動時における各ベルト停止位置を高精度に制御できない。以下、ベルト移動速度に変動が生じる理由について、ＰＬＤとベルト厚みとの関係がほぼ一定である場合について具体的に説明する。
【００２５】
図５は、図２に示したような画像形成装置に用いられる単層構造の搬送ベルト２の周方向におけるベルト厚みムラ（ベルト厚み偏差分布）の一例を示すグラフである。このグラフの横軸は、ベルト一周分の長さ（ベルト周長）を２π［ｒａｄ］の角度に置き換えたものである。縦軸は、ベルト周方向におけるベルト平均厚み（１００μｍ）を基準（基準値０）としたベルト厚みの偏差値である。
図６は、駆動ローラに巻き付いたベルト部分を、その駆動ローラの軸方向から見たときの拡大図である。ベルト１０３は、ベルト断面の外周側が伸び、内周側が圧縮されて駆動ローラ１０５に巻き付いている。ベルト１０３の移動速度を決定するベルトピッチ線１０４は、ベルト材質が均一の単層ベルトで、ベルト１０３断面の外周側と内周側との伸縮度がほぼ一致する場合、そのベルト厚み方向の中央部となる。多層構造のベルトなどにおいては、硬質な層と軟質な層との間で互いに伸縮性が異なる結果、ベルト厚み方向の中央からズレた位置となる。このローラ表面からベルトピッチ線までの距離すなわちＰＬＤは、下記に示す数１で表すことができる。
【数１】
2007137535.tif 000003
【００２６】
ここで、ＰＬＤaveとは、ベルト一周にわたるＰＬＤの平均値で、平均厚み１００μｍの単層ベルトの場合、ＰＬＤaveは５０μｍとなる。また、ｆ（ｄ）はベルト一周にわたるＰＬＤの変動を示す関数である。ここでの「ｄ」とは、ベルト周上の基準となる地点からの位置（ベルト一周を２πとしたときの位相）を示す。ｆ（ｄ）は、図５に示したベルト厚み偏差値と高い相関を持ち、ベルト一周を周期とする周期関数である。このＰＬＤが変化すると、駆動ローラの回転角速度（回転角）に対するローラに従い搬送されるベルト搬送速度（搬送量）、また、ベルトの搬送速度（搬送量）に対するベルトに従い回転するローラの回転角速度（回転角）が変化することになる。
【００２７】
ベルト移動速度Ｖと駆動ローラ１０５の回転角速度ωとの関係は、下記の数２に示す式で表される。この式中の「ｒ」は、駆動ローラ１０５の半径である。また、ＰＬＤの変動ｆ（ｄ）がベルト移動速度（移動量）とローラ回転角速度（回転角）との関係に影響する度合いは、駆動ローラ１０５に対するベルトの接触状態や巻付き量によって変化する場合がある。この影響度をＰＬＤ変動実効係数κで表す。
【数２】
2007137535.tif 000004
以下、本明細書において、上記数２に示す式中｛｝を実効半径といい、その定常部分  （ｒ＋ＰＬＤave）を実効半径Ｒとする。そして、ｆ（ｄ）をＰＬＤ変動という。
【００２８】
上記数２に示した式から、ＰＬＤ変動ｆ（ｄ）が存在することにより、ベルト移動速度Ｖと駆動ローラ１０５の回転角速度ωとの関係が変化することが分かる。すなわち、駆動ローラ１０５が一定の回転角速度（ω＝一定）で回転していても、ベルト１０３の移動速度ＶはＰＬＤ変動ｆ（ｄ）により変化する。ここで、単層ベルトの場合、ベルト平均厚みよりも厚いベルト部分が駆動ローラ１０５に巻き付いている時には、ベルト１０３の厚み偏差と相関の高いＰＬＤ変動ｆ（ｄ）が正の値である時すなわち実効半径が増加する。そのため、その駆動ローラ１０５が一定の回転角速度（ω＝一定）で回転していても、ベルト移動速度Ｖは増加する。逆に、ベルト平均厚みよりも薄いベルト部分が駆動ローラ１０５に巻き付いている時には、ＰＬＤ変動ｆ（ｄ）が負の値である時すなわち実効半径が減少する。そのため、その駆動ローラ１０５が一定の回転角速度（ω＝一定）で回転していても、ベルト移動速度Ｖは減少する。
したがって、駆動ローラ１０５の回転角速度ωを一定にしても、ＰＬＤ変動ｆ（ｄ）によりベルト１０３の移動速度は一定にならない。そのため、駆動ローラ１０５の回転角速度ωだけからベルト１０３の駆動を制御しようとしても、ベルト１０３を所望の移動速度で駆動させることはできない。
【００２９】
また、ベルト移動速度Ｖと従動ローラの回転角速度との関係も、上述したベルト移動速度Ｖと駆動ローラ１０５の回転角速度ωとの関係と同様である。すなわち、従動ローラの回転角速度を回転型エンコーダ等により検出し、その検出した回転角速度からベルト移動速度Ｖを求める場合も、上記数２に示す式を用いることができる。よって、ベルト平均厚みよりも厚いベルト部分が従動ローラに巻き付いている時には、ベルト１０３のＰＬＤ変動ｆ（ｄ）が正の値である時すなわち上記駆動ローラ１０５の場合と同様に、ローラ実効半径が増加する。そのため、ベルト１０３が一定の移動速度（Ｖ＝一定）で移動していても、従動ローラの回転角速度は減少する。逆に、ベルト平均厚みよりも薄いベルト部分が従動ローラに巻き付いている時には、ＰＬＤ変動ｆ（ｄ）が負の値である時すなわちローラ実効半径が減少する。そのため、ベルト１０３が一定の移動速度で移動していても、従動ローラの回転角速度は増加する。したがって、ベルト１０３の移動速度が一定であっても、ＰＬＤ変動ｆ（ｄ）により従動ローラの回転角速度は一定とならない。このような単層ベルトのベルト厚みムラ、それに伴うＰＬＤ変動ｆ（ｄ）を考慮してベルトの駆動制御を行う必要がある。
【００３０】
ところで、ベルト材質が均一の単層ベルトの場合、ベルトの内周面と外周面の伸縮度が一致するため、図６に示したように、ベルトの移動速度を決定するベルトピッチ線１０４は、ベルト厚み方向の中央となる。しかし、異なる材料が積層された複数層ベルトの場合、ベルトピッチ線は、ベルト厚み方向の中央部にはならない。複数層ベルトにおいては、ベルトを構成する複数の層の中にヤング率が突出して大きい層がある場合には、ベルトピッチ線は、当該層のほぼ中央部に存在する。これは、ベルト周方向の伸縮防止のために高いヤング率をもつ層（以下、「抗張層」という。）が芯線となり、他の層が伸縮して支持ローラに巻き付くことによる。そして、このようにヤング率が突出して大きい抗張層がある場合、その抗張層のベルト周方向における厚みムラが、ＰＬＤの変動に大きく影響することになる。要するに、複数層ベルトにおいて、ＰＬＤは、主に、ベルトを構成する複数の層のうちのヤング率が大きい層の影響を受けて決定される。
【００３１】
このほか、抗張層の位置がベルト一周にわたってベルト厚み方向に変位している場合も、ＰＬＤが変動する。例えば、抗張層と支持ローラとの間に存在する層に厚みムラがあると、その厚みムラに応じて抗張層のベルト厚み方向の位置が変化し、ＰＬＤが変動する。
また、つなぎ目のある無端状ベルト（シームベルト）の場合、その製造方法は、抗張層となるポリフッ化ビニリデンのシートを作成して、そのシート端部を約２［ｍｍ］ほど重ね合わせて溶融接着し、無端状にした後、他の各層を順次形成することが多い。この場合、溶融接着した部分（つなぎ目部分）は、溶融によって物性が変化して他の部分と伸縮性が異なるため、他の部分と同じ厚みであっても、つなぎ目部分のＰＬＤは他の部分のＰＬＤから大きく外れる。このような部分では、ベルト厚み変動が無くても、ＰＬＤ変動が発生して、この部分が駆動ローラに巻き付いた時にベルト移動速度変動が発生する。なお、つなぎ目のあるシームベルトは、ベルト周長が互いに異なる製品ごとに固有の金型が必要となるつなぎ目のないシームレスベルトに比べて、このような金型が必要なく、ベルト周長の調整が自由である点で、製造コストが抑えられるという利点がある。
【００３２】
次に、ＰＬＤ変動により生じるベルト移動速度の補正の概要について説明する。
本実施形態は、ローラ径の異なる２つのローラの回転情報（角速度ω1，ω2）を連続的に検出し、この２種類の回転情報（角速度ω1，ω2）からＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を求める。このＰＬＤ変動ｆ（ｔ）は、ベルトが１周する間に、ベルト移動経路上の特定地点を通過するＰＬＤの時間変化を示す周期関数である。このＰＬＤ変動ｆ（ｔ）は、上述したようにベルトの移動速度Ｖに大きく影響するので、このＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を、ローラ回転情報から高精度に求め、そのＰＬＤ変動ｆ（ｔ）に基づいてベルト駆動制御を行えば、ベルトの移動速度Ｖを高い精度で制御することができる。
本実施形態では、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を高精度で求める方法として、２種類の方法を例に挙げる。１つ目の方法は、上記２つのローラの配置関係に影響することのないフィルタ処理を行う方法である（ＰＬＤ変動の認識方法１）。３つ目は、上記２つのローラの配置関係（２つのローラ間のベルト搬送距離）をベルト一周期に対して整数分の１にして、フィルタ処理を行う方法である（ＰＬＤ変動の認識方法２）。
【００３３】
（ＰＬＤ変動の認識方法１）
図７は、ベルト装置の構成例を示す模式図である。
このベルト装置は、ベルト１０３と、このベルト１０３が掛け渡された支持回転体としての第１ローラ１０１、第２ローラ１０２及び第３ローラ１０５を備えている。ベルト１０３は、第１ローラ１０１に対してベルト巻付角θ1で巻き付いており、第２ローラ１０２に対してベルト巻付角θ2で巻き付いている。第３ローラ１０５は、ベルト１０３に一定のテンションを与えるテンションローラとなっている。第２ローラ１０２は、駆動ローラであり矢印方向に駆動する。ベルト１０３は、図中矢印Ａの方向に無端移動する。第１ローラ１０１及び第２ローラ１０２には、検出手段としての回転型エンコーダがそれぞれ設けられている。これらの回転型エンコーダとしては、各ローラ１０１，１０２の回転角変位又は回転角速度が検知できるものであればよい。本実施形態においては、各ローラ１０１，１０２の回転角速度ω1，ω2を検知できるものを用いる。この回転型エンコーダとしては、例えば、透明のガラス又はプラスチック等の透明部材で作られた円盤上の同心円上に一定間隔のタイミングマークを形成し、これを各ローラ１０１，１０２に対して同軸に固定し、そのタイミングマークを光学的に検知するような公知の光学エンコーダを用いることができる。また、例えば、磁性体からなる円盤上の同心円上に磁気的にタイミングマークを記録し、これを各ローラ１０１，１０２に対して同軸に固定し、そのタイミングマークを磁気ヘッドで検出するような磁気エンコーダを用いることもできる。また、公知のタコジェネレータを用いることもできる。本実施形態において、回転角速度は、例えば、回転型エンコーダから連続的に出力されるパルスの時間間隔を計測し、その逆数から得ることができる。なお、回転角変位は、回転型エンコーダから連続的に出力されるパルスの数をカウントすることで得ることができる。
【００３４】
第１ローラ１０１及び第２ローラ１０２の回転角速度とベルト移動速度Ｖとの関係は、それぞれ、下記の数３及び数４に示す式で表される。
【数３】
2007137535.tif 000005
【数４】
2007137535.tif 000006
ここで、「ω1」は第１ローラ１０１の回転角速度であり、「ω2」は第２ローラ１０２の回転角速度であり、「Ｖ」はベルト移動速度であり、「Ｒ1」は第１ローラ１０１の実効半径Ｒであり、「Ｒ2」は第２ローラ１０２の実効半径Ｒである。
また、「κ1」は、第１ローラ１０１のベルト巻付角θ1、ベルト材質、ベルト層構造等によって決まる第１ローラ１０１のＰＬＤ変動実効係数であり、ＰＬＤ変動がベルト移動速度Ｖに影響する度合いを決定するパラメータである。同様に、「κ2」は、第２ローラ１０２のＰＬＤ変動実効係数である。各ローラに異なるＰＬＤ変動実効係数を用いているのは、ローラ径の違いによりベルト巻付き状態（変形曲率）が異なることや、それぞれのローラに対するベルト巻付き量が異なることで、ＰＬＤ変動がベルト移動速度（移動量）とローラ回転角速度（回転角）との関係に影響する度合いが異なる場合があるためである。
また、「ｆ（ｔ）」は、ベルト移動経路上の特定地点を通過するベルトのＰＬＤ変動の時間変化を示す。ベルトが１周する周期と同じ周期をもった周期関数であり、ベルト一周にわたるベルト周方向のＰＬＤ平均値からの偏差を示すものである。ここでは、上記特定地点を、第１ローラ１０１に巻き付いた箇所とする。したがって、時間ｔ＝０のとき、第１ローラ１０１に巻き付いたベルト部分のＰＬＤ変動値はｆ（０）となる。なお、ＰＬＤ変動の関数としては、時間関数ｆ（ｔ）ではなく、上述した関数ｆ（ｄ）を用いてもよい。ｆ（ｔ）とｆ（ｄ）は相互に変換することができる。
また、「τ」は、第１ローラ１０１から第２ローラ１０２までベルト１０３が移動するのに要する平均時間であり、以下、「遅れ時間」という。この遅れ時間τは、第１ローラ１０１に巻き付いたベルト部分におけるＰＬＤ変動ｆ（ｔ）と、第２ローラ１０２に巻き付いたベルト部分におけるＰＬＤ変動ｆ（ｔ−τ）との位相差としての意味をもつ。
【００３５】
ここで、第２ローラ１０２に巻き付いたベルト部分の時刻ｔにおけるベルト移動速度Ｖは、第１ローラ１０１に巻き付いたベルト部分の時刻ｔにおけるベルト移動速度Ｖと同じであるので、上記数３及び上記数４の式から、下記の数５に示す式を導くことができる。
【数５】
2007137535.tif 000007
そして、各ローラの実効半径Ｒ1，Ｒ2に対し、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）は十分小さいことから、上記数５に示す式を下記数６に示す式に近似することができる。
【数６】
2007137535.tif 000008
上記２つのローラ１０１，１０２の回転角速度ω1，ω2からＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を高精度で求める方法について説明する。なお、以下の例では、これらのローラ１０１，１０２の径が、第１ローラ１０１よりも第２ローラ１０２の方が大きい場合を例に挙げるが、その逆でも同様の原理が利用できる。厳密には、以下に述べるようにローラの実効半径ＲをＰＬＤ変動実効係数κで除算した値を比較すると、第２ローラの方が第１ローラより大きい場合である。
【００３６】
第１ローラ１０１と第２ローラ１０２との間における回転角速度ω1，ω2の関係は、上記数６に示した式で表現され、この式を変形すると下記の数７に示す式となる。
【数７】
2007137535.tif 000009
【００３７】
このようにｆ（ｔ）の係数が１となるように規格化された上記数７の式の右辺をｇｆ（ｔ）と定義すると、下記の数８に示す式が得られる。ただし、この数８の式中の「Ｇ」は、下記の数９に示すものである。
【数８】
2007137535.tif 000010
【数９】
2007137535.tif 000011
【００３８】
各ローラ１０１，１０２におけるローラの実効半径ＲとＰＬＤ変動実効係数κとの関係から、Ｇは１より小さい値をとる。また、上記数７の式からわかるように、ｇｆ（ｔ）は、実効半径Ｒ1，Ｒ2及びＰＬＤ変動実効係数κ1，κ2を用い、各ローラ１０１，１０２の回転角速度ω1，ω2から得られるものである。このｇｆ（ｔ）からＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を求める。
【００３９】
図８は、本認識方法１を説明するための制御ブロック図である。なお、この図では、時間関数であるｆ（ｔ）をラプラス変換したＦ（ｓ）を用いており、図中「ｓ」はラプラス演算子である。Ｆ（ｓ）＝Ｌ｛ｆ（ｔ）｝（ここで、Ｌ｛ｘ｝はｘのラプラス変換を示す。）。また、図８において、図中最上部に示す第０段目は、便宜的に、上記数８に示した式を表したものであり、図中破線で囲んだ第１段目以降がフィルタ部である。
【００４０】
このフィルタ部に、ｇＦ（ｓ）すなわち上記数７に示した式の左辺（検出した回転角速度ω1，ω2から得られるデータ）を入力すると、第１段目の出力Ｈ（ｓ）の時間関数ｈ（ｔ）、すなわち、Ｌ-1｛Ｈ（ｓ）｝（ここで、Ｌ-1｛ｙ｝はｙの逆ラプラス変換を示す。以下、Ｉ（ｓ）、Ｊ（ｓ）についても同様。）は、下記の数１０に示すとおりである。
【数１０】
2007137535.tif 000012
【００４１】
このとき、Ｇ2はＧよりも十分に小さいので（Ｇ＞＞Ｇ2）、ｈ（ｔ）は、上記ｇｆ（ｔ）よりもＰＬＤ変動ｆ（ｔ）に近いものとなる。このときの誤差ε1は、下記の数１１に示す式のようになる。
【数１１】
2007137535.tif 000013
【００４２】
また、第２段目の出力Ｉ（ｓ）の時間関数ｉ（ｔ）は、下記の数１２に示すようになる。
【数１２】
2007137535.tif 000014
このとき、Ｇ4はＧ2よりも十分に小さいので（Ｇ2＞＞Ｇ4）、ｉ（ｔ）は、上記ｈ（ｔ）よりも更にＰＬＤ変動ｆ（ｔ）に近いものとなる。このときの誤差ε2は、下記の数１３に示す式のようになる。
【数１３】
2007137535.tif 000015
【００４３】
さらに、第３段目の出力Ｊ（ｓ）の時間関数ｊ（ｔ）は、下記の数１４に示すようになる。
【数１４】
2007137535.tif 000016
このとき、Ｇ8はＧ4よりも十分に小さいので（Ｇ4＞＞Ｇ8）、ｊ（ｔ）は、上記ｉ（ｔ）よりも更にＰＬＤ変動ｆ（ｔ）に近いものとなる。このときの誤差ε3は、下記の数３５に示す式のようになる。
【数１５】
2007137535.tif 000017
【００４４】
以上の結果を一般化した以下のシーケンスに従い、検出した回転角速度ω1，ω2から得られるデータである上記数７に示した式の左辺のデータを用いて、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を求めれば、上記ローラ間距離に依存しないで、検出した回転角速度ω1，ω2からＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を高精度で求めることができる。
（第１ステップ）
ｇｆ（ｔ）をＧ倍して遅れ時間τだけ遅延したデータとｇｆ（ｔ）とを加算した値ｇ1（ｔ）を求める。
（第２ステップ）
ｇ1（ｔ）をＧ2倍して遅れ時間τを２倍した時間２τだけ遅延したデータとｇ1（ｔ）とを加算した値をｇ2（ｔ）を求める。
（第３ステップ）
ｇ2（ｔ）をＧ4倍して遅れ時間τを４倍した時間４τだけ遅延したデータとｇ2（ｔ）とを加算した値をｇ3（ｔ）を求める。
・
・
・
（第ｎステップ）
ｇn-1（ｔ）をＧの２n-1乗倍したものを、遅れ時間τを２n-1倍した時間だけ遅延して得たデータと、ｇn-1（ｔ）とを加算した値ｇn（ｔ）を求める。
【００４５】
図８に示したフィルタ部における第ｎ段目については、前段目の出力データである入力データ（あるいは信号）に対する遅延要素を上記遅れ時間τの２n-1倍とし、かつ、ゲイン要素を上記Ｇの２n-1乗した値として得たデータ（あるいは信号）に、上記入力データ（あるいは信号）を加えるように動作する。そして、最終段目の出力データｇn（ｔ）を、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）として求める。なお、ステップ数ｎが多ければ多いほど、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）の認識精度が高くなる。
【００４６】
図９は、図８の制御ブロック図をＺ変換して表した制御ブロック図である。なお、図９では、ｇｆ（ｎ）をｇｆnと表現し、ｆ（ｎ）をｆnと表現している。
図９に示したフィルタ部（ＦＩＲフィルタ）に入力する入力データのサンプリング時間をＴｓとし、遅れ時間τをＭ×Ｔｓ（Ｍは自然数である）とし、ベルト１０３が１周するのに要する時間ＴｂをＮ×Ｔｓ（Ｎは自然数である）とする。この場合、ベルト１０３が１周する間のサンプリング数はＮ個となる。この図９に示す制御ブロック図に従って求まるＰＬＤ変動ｆ（ｔ）は、サンプリング時間Ｔｓごとに得られるＮ個のＰＬＤ変動値ｆ（ｎ）のデータ列からなる。このときのフィルタ部での処理はデジタル処理となるので、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やμＣＰＵ等を用いて上記演算処理を実行することができる。
【００４７】
また、図９に示したＦＩＲフィルタの多段タイプは、ＩＩＲフィルタに変換することもできる。図９の制御ブロック図を連続系で表現すると図１０（ａ）のようになり、これをデジタル処理用の離散的な表現をすると図１０（ｂ）のようになる。
【００４８】
（ＰＬＤ変動の認識方法２）
上述したように、上記認識方法１においては、上記ローラの配置上の制限がないので装置レイアウトの自由度が高い。しかし、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）の認識誤差が上記数１５となるまでには、上述した第３ステップまでの演算処理時間が必要となる。例えば、第１ステップの処理では、遅れ時間τだけ遅延したデータ、つまりτ時間過去のデータを用いて行う処理であるため、第１ステップの出力の時間関数が数１０となるにはτ時間が必要となる。また、第２ステップの処理で出力の時間関数が数１２となるには、さらに２τ時間（第１ステップと合計して３τ時間）が必要となる。同様に、第３ステップの処理で出力の時間関数が数３５となるには、さらに４τ時間（第１ステップから合計して７τ時間）が必要となる。ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）の認識を高精度に誤差を小さくするには多くのステップを必要とし、処理時間を要する。そこで、本認識方法２においては、上記２つのローラ配置をローラ間のベルト搬送区間（距離）とベルト全搬送区間（周長）との比が１：２Ｎｂ（Ｎｂ：自然数）の関係となる構成において、上記２つのローラの１０１，１０２の回転角速度ω1，ω2から短時間でＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を高精度に求める方法を説明する。
【００４９】
本認識手法２では、上記２つのローラ配置をローラ間のベルト搬送区間（距離）とベルト全搬送区間（周長）との比が１：２Ｎｂ（Ｎｂ：自然数）の関係となるようにする。つまり、Ｎｂ＝１の場合、上記搬送区間の比が１：２であるから、２つのローラ配置は、図１１に示すように、ベルト搬送経路において最も離れた位置関係となる。ここでは、第１ローラ１０１がテンションローラとなっており、第２ローラ１０２が駆動ローラとなっている。このようにローラ配置のレイアウトが上述した条件を満足するとき、上記認識方法１で説明した図８や図９の演算ブロック図と同様の演算処理でより短時間に正確なベルトＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を求めることができる。
【００５０】
本認識方法２の短時間で正確なベルトＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を求める処理について説明する。
まず、Ｎｂ＝１の場合について説明する。第１ローラ１０１と第２ローラ１０２はベルト搬送経路上で最も離れた位置に設置されている。そして、それぞれの回転角速度ω1，ω2から数８に示すｇｆ（ｔ）が得られる。このデータを認識手法１で説明した図８又は図９と同様のＦＩＲフィルタ処理（不帰還型処理）でＰＬＤ変動ｆ（ｔ）の算出処理を行う。ただし、必要とする演算処理ステップはＮｂステップまでである。つまり、Ｎｂ＝１の場合、第１ステップまでの処理であるから、図８又は図９のＦＩＲフィルタの１段目までのＨ（ｓ）又はｈnを算出する処理までとなる。この処理結果は、上記認識方法１で説明したように数１０となる。ここで、ベルト一周を回転角２πラジアンとすると２つのローラの位置関係はπラジアンとなる。また、τ時間はベルトをある規定速度で搬送している時に２つのローラ間のベルト搬送時間を示しているので、２τとはベルト回転角に変換すると２πラジアンとなる。ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）はベルト一回転毎に繰返す周期関数であるから、数１０は、第２項に含まれるｆ（ｔ−２τ）を、ｆ（ｔ−２τ）＝ｆ（ｔ）として、数１６のように変形することができる。
【数１６】
2007137535.tif 000018
【００５１】
従って、上記ＦＩＲフィルタの１段目の出力データに対して（１‐Ｇ2）で除算することで、誤差なくＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を求めることができる。この演算処理を実行するのに要する時間は、τ時間過去のデータを用いるのでτ時間となる。よって、上記認識方法１に対して、τ時間で認識誤差なく高精度なＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を求めることができる。
【００５２】
同様に、Ｎｂ＝２の場合、つまり、図７で示した構成のように、ベルト全周の１／４の位置関係で２つのローラ１０１，１０２が配置された場合、ＦＩＲフィルタは、第２ステップまでの処理となるので、図８のフィルタ部２段目までのＩ（ｓ）を算出する処理までとなる。この処理結果は数１２となり、４τとはベルト回転角に変換すると２πラジアンとなるので、ｆ（ｔ−４τ）＝ｆ（ｔ）として、数１７のように変形することができる。
【数１７】
2007137535.tif 000019
【００５３】
従って、上記ＦＩＲフィルタの２段目の出力データに対して（１‐Ｇ4）で除算することで、誤差なくＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を求めることができる。この演算処理に要する時間は、３τ時間となる。
【００５４】
以上のように認識方法２では、上記２つのローラ配置をローラ間のベルト搬送区間（距離）とベルト全搬送区間（周長）との比が１：２Ｎｂ（Ｎｂ：自然数）の関係となるように限定を加えることで、認識方法１のＦＩＲフィルタ処理のＮｂステップ後のデータから認識誤差なく高精度にＰＬＤ変動ｆ（ｔ）が求められる。また、上記認識方法１と比較してＮｂステップでＦＩＲフィルタ処理が終わるためより短時間でＰＬＤ変動ｆ（ｔ）の導出ができる。
【００５５】
以上のように、上記２つのローラ１０１，１０２の各回転角速度ω1，ω2は、それぞれ位相の異なるＰＬＤ変動ｆ（ｔ）とｆ（ｔ−τ）の影響を受けて回転するが、これらのローラの実効半径ＲあるいはまたＰＬＤ変動実効係数κは互いに異なるために、実効半径において、ＰＬＤ変動成分が占める割合がそれぞれ異なる。そのために、検出されるＰＬＤ変動による回転角速度変動の大きさが互いに異なる。本発明者らは、この点に着目し、上述したＦＩＲフィルタやＩＩＲフィルタ及びこれらのフィルタと同様のアルゴリズム処理を用いて、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を周波数特性に依存ぜず高い精度で導出できることを見いだした。ここでは、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を導出するためにｆ（ｔ）の係数が１となるように規格化を行ったが、Ｇが１より大きくなる場合は、ベルト厚み変動ｆ（ｔ−τ）の係数が１となるように規格化を行い、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ−τ）の導出を同様のアルゴリズム処理で行っても良い。このとき、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）側の係数は、Ｇの逆数となる。つまり、ｔ’＝ｔ−τ、τ’＝Ｔｂ−τ（Ｔｂはベルト一周の時間）とおき、上記数２７の式の左辺に（−１／Ｇ）を乗じれば右辺をｆ（ｔ’）−（１／Ｇ）ｆ（ｔ’−τ’）と表せるので、上で述べたことと同様にＦＩＲフィルタやＩＩＲフィルタを用いてＰＬＤ変動を検出できる。
【００５６】
（ＰＬＤ変動検出装置例）
上記ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を用いて、ＰＬＤ変動に応じた適切な駆動制御値の補正を行うには、ベルト１０３上におけるＰＬＤ変動の位相（ベルト一周を２πとしたときの位相）を把握する必要がある。この位相を把握する方法としては、まず、本ベルト駆動装置例のように、ベルト１０３のホームポジションマークを予め決めておき、それを検知し、タイマーによる時間計測情報、駆動モータ回転角情報、回転型エンコーダ出力による回転角情報のいずれかを用いて、この位相を把握する方法が挙げられる。
図１２は、ベルトのＰＬＤ変動検出の制御動作を説明するための説明図である。図１２には、ベルト１０３のホームポジションマークを検知するための装置構成を示している。ベルト１０３上にホームポジションマーク１０３ａを設け、これをマーク検知手段としてのマーク検知センサ１０４により検知することで、ベルト一周の基準となる位相を把握する。本例においては、ホームポジションマーク１０３ａとしてベルト１０３上に所定位置に貼り付けられた金属膜を用い、マーク検知センサ１０４として固定部材に設けられた反射型のフォトセンサを用いている。このマーク検知センサ１０４は、ホームポジションマーク１０３ａが検知領域を通過するときにパルス信号を出力する。ホームポジションマーク１０３ａを設ける位置は、画像形成に影響を与えないように、ベルト内周面又はベルト外周面のベルト幅方向端部とする。ホームポジションマーク１０３ａや、マーク検知センサ１０４のセンサ面には、トナーやインクなどの像形成物質が付着することがある。この場合、ベルト１０３のホームポジションを誤認識してしまうおそれがある。よって、マーク検知センサ１０４には、このような誤認識を排除するために、センサ出力振幅、パルス幅やパルス間隔を管理しながら正確なベルトホームポジションを認識するための機能を付加するのが望ましい。なお、ホームポジションマーク１０３ａは少なくとも１個は必要であるが、誤認識を排除しやすいように複数設けてパターン化してもよい。
【００５７】
図１２に示したように、回転型エンコーダをベルト経路上最も離れた位置に配置された互いに径が異なる２つの従動ローラ１０１，１０２に設置する。この場合、上述したように、ＰＬＤ変動認識手法２を用いて、高精度にＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を得ることができる。
【００５８】
また、第１ローラ１０１及び第２ローラ１０２の平均回転角速度を求めることで、第１ローラ１０１及び第２ローラ１０２の径比を正確に求めることができる。その結果、例えば、第１ローラ１０１や第２ローラ１０２の径が製造ばらつき、環境変化や経時等により変化して、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を求める際に用いる各ローラのローラ実効半径Ｒ1，Ｒ2が実際のものからズレたとしても、これの径比を補正することができる。
ここでのローラ実効半径Ｒは、上述したように（ｒ＋ＰＬＤave）を示しており、ローラ半径、ベルトのＰＬＤaveのばらつきにより変動する。上記数９において、ローラ実効半径Ｒは重要なパラメータであり、この比の精度が上がるとＰＬＤ変動の検出精度が上がる。
【００５９】
第１角速度検出部１１１は、第１回転型エンコーダ１０１ａの出力信号から、第１ローラ１０１の回転角速度ω1を検出する。同様に、第２角速度検出部１１２は、第２回転型エンコーダ１０２ａの出力信号から、第２ローラ１０２の回転角速度ω2を検出する。まず、ベルト１０３を駆動させる。例えば、第１ローラ１０１の回転角速度ω1が一定になるように、ベルト１０３を駆動させる。ＰＬＤ変動検出部１１３は、マーク検知センサ１０４からのパルス信号を基準として、上記認識方法１や上記認識方法２により、第１ローラ１０１の回転角速度ω1（一定値）と第２ローラ１０２の回転角速度ω2からＰＬＤ変動ｆ（ｔ）のデータを取得する。そして、移動位置変動演算部１１４では、このＰＬＤ変動ｆ（ｔ）のデータに応じた予測されるベルト搬送位置変動量を算出し、モータコントローラ１１５へ出力する。
【００６０】
ホームポジションを検知する機構を無くし、コスト低減を図ったベルト駆動装置でもよい。
基本的な処理は、上記ベルト駆動制御例と同様であるが、マーク検知センサ１０４のパルス信号の代わりに、ベルト１０３のホームポジションを仮想的に特定するための仮想ホームポジション信号を用いてベルト１０３のホームポジションを把握する。例えば、仮想ホームポジション信号として、回転型エンコーダ１０１ａ、１０２ａ等により得られるローラの累積回転角を用いて、ベルト１０３が任意の位置から１周したことを予測する。この場合、ベルト１０３が１周する間にローラが回転するときの累積回転角は予め把握することができるので、その累積回転角からベルト１０３が１周したことを予測することができる。このとき、累積回転角のカウントを開始した時点がＰＬＤ変動ｆ（ｔ）のｔ＝０となる。そして、この時点が、上記ベルト駆動装置例におけるマーク検知センサからのパルス信号を受信した時に相当する。
【００６１】
なお、本ベルト駆動装置例において、ベルト１０３が１周したことの予測は、ベルトのＰＬＤ平均値であるＰＬＤaveやローラ径などの部品精度、環境変化、部品の経時変化などにより、実際のものとの誤差が生じる。
詳しく説明すると、上記仮想ホームポジション信号は、ベルト１０３の回転周期ごとに発生するように設定される。この設定の方法は、上述したローラの累積回転角のほかにも、種々考えられる。例えば、駆動モータ１１０６の累積回転角を用いてベルト１０３が任意の位置から１周したことを予測し、ベルト一周に相当する累積回転角に達したときに、仮想ホームポジション信号を発生させるように設定する方法が考えられる。また、ベルト１０３が予め決められている平均移動速度で移動するのであれば、その平均移動速度からベルト一周するのに要する時間を予測し、ベルト一周に相当する時間に達したときに、仮想ホームポジション信号を発生させるように設定する方法が考えられる。
【００６２】
仮想ホームポジション信号による予測したベルト一周と実際のベルト一周との間に誤差があると、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）の位相が累積的にズレることになる。そのため、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）のデータにより転写あるいは印字のタイミングを補正すると、転写あるいは印字位置に大きなずれが生じてしまう。仮想ホームポジション信号と実際のベルト一周との誤差の要因としては、ベルト周長の製造誤差、ベルト周長の環境、経時変化（伸縮）、ベルト平均厚の製造誤差、ベルト平均厚の環境、経時変化、制御しているローラ径の製造誤差及び環境、経時変化があげられる。
【００６３】
したがって、想定されるベルトとローラの製造誤差や環境、経時変化から、仮想ホームポジション信号から得られる仮想ホームポジションが実際のホームポジションとの誤差（時間差）を把握する。そして、定期的に、ＰＬＤ変動データを更新または補正する必要がある。
【００６４】
次に、一度求めたＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を更新するときの動作について説明する。
ベルト材質によっては、環境（温湿度）の変化や経時使用による摩耗によってベルト厚みが変わったり、繰り返しの曲げ伸ばしによってヤング率が変わったりして、ベルト１０３のＰＬＤが経時的に変化し、これによりベルト１０３のＰＬＤ変動が変わる場合がある。また、ベルト１０３を交換したことにより、そのＰＬＤ変動が交換前のＰＬＤ変動から変化する場合もある。また、上記ベルト駆動装置例で述べたように仮想ホームポジションを用いた場合、実際のホームポジションからズレる場合もある。このような場合には、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を更新する必要がある。
【００６５】
ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を更新する方法は、大きく分けて、間欠的に更新する方法と連続的に更新する方法の２通りが考えられる。前者の方法としては、定期的にＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を更新する方法が挙げられる。後者の方法としては、常にＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を求めて、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を連続的に更新する方法が挙げられる。
【００６６】
（ＰＬＤ変動検出例）
次に、ＰＬＤ変動ｆ（ｔ）の検出及び更新についての具体的な実施形態（以下、本実施形態を「ＰＬＤ変動検出例」という。）について説明する。なお、本ＰＬＤ変動検出例は、図１２のＰＬＤ変動検出部１１３の動作を説明するもので、上記認識方法のようなデータ処理を用いている。ベルト１０３のホームポジションを検知する機構が無い構成でもよい。
図１３は、本ＰＬＤ変動検出例における検出及び更新処理を説明するための説明図である。なお、図中破線で囲んだＰＬＤ変動検出部は、図１２のＰＬＤ変動検出部１１３を示している。ＰＬＤ変動検出部は、デジタル信号処理で、デジタル回路、ＤＳＰ、μＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＦＩＦＯ（Ｆａｓｔ  Ｉｎ  Ｆａｓｔ  Ｏｕｔ）等で構成される。もちろん、具体的なハードウェア構成はこの構成に限られない。図中の制御ブロックによっては、ファームウェアでの演算によって処理されるものもある。
本ＰＬＤ変動検出例では、ベルト１０３のホームポジションを検知する機構が無い場合、先に述べたように、仮想ホームポジションがずれて位相誤差が発生する。また、実際のベルト１０３のＰＬＤ変動が環境変化、経時変化によって変化するおそれもある。そのため、過去に求めたＰＬＤ変動ｆ（ｔ）を更新する必要が生じる。本ＰＬＤ変動検出例においては、間欠的に更新を行うか又は連続的に更新を行うかは、ＣＰＵなどの演算処理部の負荷等に応じて任意に決めることができる。間欠的に更新を行う場合、本体の稼働時間や稼働量などに応じて、定期的に更新する処理を行ってもよい。
【００６７】
図１２の第１ローラ１０１と第２ローラ１０２の回転角速度からＰＬＤ変動を検出する例について、詳しく説明すると、まず、コントローラ１１３７は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３をオフにする。まず、ベルト駆動装置は、回転角速度の基準信号データω01（＝Ｖ0／Ｒ1）を目標に駆動する。角速度検出部１１１で求めた第１ローラ１０１の回転角速度ω1と、角速度検出部１１１２で求めた第２ローラ１０２の回転角速度ω2は、上記数６に示した式より、下記の数１８に示す式のようになる。この数１９の式中の「Ｇ」は、上記数９に示したものと同じである。また、本実施形態では、デジタル処理を前提としているので、時間ｔの代わりにこれを離散的に表したｔｎを用いる。したがって、上述したＰＬＤ変動ｆ（ｔ）はｆ（ｔｎ）に置き換えられる。
【数１８】
2007137535.tif 000020
【００６８】
この回転情報からＰＬＤ変動ｆ（ｔｎ）を求め、そのベルト一周分のＰＬＤ変動データを変動情報記憶手段としてのＦＩＦＯ１１３６に格納する処理を行う。この処理においては、まず、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３がオフの状態において、検出された第２ローラ１０２の回転角速度ω2から、同時に検出された第１ローラ１０１の回転角速度ω1に対してブロック１１３２で演算されたデータ（Ｒ1・ω1）／Ｒ2が、減算器１１３１で差し引かれる。ちなみに、このデータ（Ｒ1・ω1）／Ｒ2は、フィードバック制御が実施されているため固定データ（Ｒ1・ω01）／Ｒ2と同じであるが、より高精度なＰＬＤ変動算出データを得るために、同時に検出した第１ローラ１０１の回転角速度ω1を用いる。そして、この減算器１１３１から出力される値は、ブロック１１３４において固定データＲ2／（κ1・ω01）が乗じられ、その出力データは、ブロック１１３５のＦＩＲフィルタに入力される。つまり、ブロック１１３４の出力データは、ｆ（ｔｎ）−Ｇｆ（ｔｎ−τ）であり、このデータがＦＩＲフィルタに入力されることになる。このＦＩＲフィルタは、ＰＬＤ認識方法２で説明したように、図３の破線部１段目までの処理をもち、（１−Ｇ2）の除算を行い出力する。出力データはＰＬＤ変動ｆ（ｔｎ）のデータ列を構成する各データ（ＰＬＤ変動データ）ｆｎとなる。コントローラ１１３７は、ＦＩＲフィルタから正確なＰＬＤ変動データｆｎが出力される時間経過後に、スイッチＳＷ１をオンにする。これは、ＦＩＲフィルタに遅延要素が含まれているため、フィルタ実行初期においては、正確なＰＬＤ変動データｆｎの出力がなされないためである。そして、コントローラ１１３７は、第１ローラ１０１のエンコーダ出力のパルス数をカウントするか、部品規格から既に求めたベルト一周平均時間からベルト１０３が１周移動したことを確認（ベルトホームポジションを認識）したら、スイッチＳＷ１をオフにする。ＦＩＲフィルタから出力されるＰＬＤ変動データｆｎは、ちょうどベルト一周分のＰＬＤ変動データｆｎを記憶できる容量を持ったＰＬＤ変動データＦＩＦＯ１１３６内に蓄積される。本ＰＬＤ変動検出例においては、このＦＩＦＯ１１３６内のデータが空の場合、スイッチＳＷ１をオンすることにより、ＰＬＤ変動データｆｎが格納される。
【００６９】
次に、スイッチＳＷ１をオフしたあと、ＳＷ２とＳＷ３をオンにすることで、ＦＩＦＯ１１３６内に蓄積されたＰＬＤ変動データｆｎが転写位置ずれ算出部へ出力される。ＦＩＦＯ１１３６は、ベルト一周分の容量であるために、ベルト一周に同期してＰＬＤ変動データが出力される。つまり、ベルト一周前に入力された信号が出力される。ここで、ＳＷ３がオンされているので、出力されたデータはＦＩＦＯ１１３６に再び格納される。これによって、ＰＬＤ変動データがベルト周回毎に同期して出力される。
【００７０】
また、ＳＷ１，ＳＷ３を両方オンすることで、同期加算処理が行われる。つまり、既にＰＬＤ変動データが格納された状態で、１周前にＦＩＦＯ１１３６に格納されたＰＬＤ変動データと現在ＦＩＲフィルタ１１３５より算出されたＰＬＤ変動データが加算されてＦＩＦＯ１１３６に格納される。このように同期加算が行われることで、ベルト回転周期とはランダムな変動成分（ノイズ成分）に対し、ベルト回転周期の変動成分が強調されるためＳＮ比が向上する。同期加算後のデータは、転写位置ずれ演算部で同期加算回数の除算をすることで同期加算平均データとなり高精度なＰＬＤ変動検出が可能となる。これにより、歯車のバックラッシュあるいはノイズ等に発生するランダムな検出誤差を減らすことが可能である。
【００７１】
このように、ＰＬＤ変動データｆｎは、ベルト１０３の回転に対応してＦＩＦＯ１１３６内に蓄積されることになる。このＰＬＤ変動データｆｎを使い、ベルト搬送位置変動量を予測し、それに従ってモータ駆動制御値を補正させれば、ＰＬＤ変動ｆ（ｔｎ）に対応したベルト駆動がされることになる。
【００７２】
次に、連続的に更新を行う場合について説明する。この場合、常にＰＬＤ変動データの更新を実行する。つまり、図１３において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の両方をオンの状態にする。
具体的には、まず、ＰＬＤ変動データＦＩＦＯ１１３６が空の場合、コントローラ１１３７は、スイッチＳＷ１をオフにし、第１ローラ１０１が目標の回転角速度ω01でベルト１０３が駆動される。そして、ＦＩＲフィルタ１１３５の出力が安定したら、スイッチＳＷ１をオンして、ＰＬＤ変動データｆｎをベルト一周分だけＦＩＦＯ１１３６に蓄積する。その後、両スイッチＳＷ１、ＳＷ２を両方ともオンの状態にすると、ＦＩＲフィルタ１１３５の出力データが、ＦＩＦＯ１１３６へ入力され、新しいＰＬＤ変動データｆｎとなる。
【００７３】
なお、本ＰＬＤ変動検出例においては、ＰＬＤ変動データｆｎの記憶入力データがクロック信号によってシフトするＦＩＦＯ１１３６を用いて実現したが、アドレス管理されたメモリ機能により実現してもよい。
【００７４】
なお、上述したＰＬＤ変動検出例において、角速度検出部で検出される回転角速度変動に基づいて、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２の回転周期、その他の周期変動、さらにはノイズを含む高域の周波数領域の変動を除去するために、低域通過型フィルタを挿入してもよい。これにより、より高い精度で安定してＰＬＤ変動を検出することができる。この低域通過型フィルタは、ＦＩＲフィルタの前、あるいは、角速度検出部の後に設ければよい。
【００７５】
（ＰＬＤ変動からベルト移動位置変動への導出）
移動位置変動演算部１１４では、ＰＬＤ変動検出部１１３より出力されるＰＬＤ変動データｆｎに基づいて、ベルト移動位置変動量を算出する。ここで、ローラの微少回転角ｄθとベルトの微小搬送量Δｄとの関係を数１９に示す。
【数１９】
2007137535.tif 000021
両辺をθで積分し、ローラの回転角θとベルト搬送量Ｄとの関係は数２０となる。
【数２０】
2007137535.tif 000022
上記数２０の右辺の第２項が、ベルトＰＬＤ変動によるベルト移動位置変動となる。よって、ＰＬＤ変動データｆｎを積分することでベルト移動位置変動量を算出することができる。移動位置変動演算部１１４では、ＰＬＤ変動データｆｎの積分値とκの積算値からベルト移動位置変動量を算出する。
【００７６】
（回転角検出の場合）
ここまで、第１ローラと第２ローラの回転角速度ωを検出してＰＬＤ変動データの算出する方法について説明したが、第１ローラ１０１と第２ローラ１０２の回転角θの検出（図１２、図１３の角速度検出部が回転角（θ）検出部とする）でも同様の演算処理でＰＬＤ変動データ及びそれに起因するベルト移動位置変動量を算出することができる。
上記数２０は、第１ローラ１０１と第２ローラ１０２において同様に成立する。ベルト搬送量Ｄが等しい時の第１ローラ回転角θ1と第２ローラ回転角θ2との関係は、下記の数２１となる。ただし、下記の数２２のように、ローラ回転角θとベルト移動距離ｘとの関係、θＲ＝ｘからｄθ＝ｄｘ／Ｒとして置換積分した結果から、ベルトＰＬＤ変動のローラ周上ベルト移動距離ｘについての積分値（以下、ＰＬＤ変動累積値という）をＦｄ（ｄ）とする。また、τ’は２つローラ間の搬送距離である。
【数２１】
2007137535.tif 000023
【数２２】
2007137535.tif 000024
【００７７】
上記数２１は、上記数６と同一形式のため、上述したようなＰＬＤ変動認識方法１及び２により２つのローラの回転角データからＰＬＤ変動累積値Ｆｄ（ｄ）を得ることができる。また、上記数２２及び上記数２０からＰＬＤ変動累積値Ｆｄ（ｄ）をベルト移動位置Ｄの変動量ΔＤｄ（数２０の第２項）に変換することができる。また、モータコントローラの目標回転角θrefに反映する場合は、ΔＤｄ／Ｒｄ（Ｒｄ：駆動ローラ半径）を算出し、これを打ち消すようにすればよい。
【００７８】
［駆動ローラ偏心やエンコーダ盤取付け偏心によるベルト移動位置変動の補正手法］
次に、駆動ローラ偏心やエンコーダ盤取付け偏心によるベルト移動位置変動に対する補正手法の一例について説明する。
駆動ローラに偏心やローラ軸に設置されたエンコーダ盤の取付け偏心があると、ベルトの移動位置を高精度に制御することができない。そこで、本実施形態では、ローラの偏心やエンコーダ盤の取付け偏心によって発生するベルトの移動速度変動（移動位置変動）を認識する。モータコントローラは、その速度変動（位置変動）量に基づいてモータをフィードバック制御することにより、駆動ローラの軸精度やエンコーダ盤の取付け精度によらず、高精度なベルト駆動制御が可能となる。
【００７９】
ローラに偏心があるときのベルト搬送速度Ｖとローラの回転角速度ωとの関係を説明する。
図１４（ａ）は偏心を持つ第２ローラ１０２（駆動ローラ）にベルトが巻き付いているモデルを示している。
図１４（ａ）に示すように、半径Ｒ2の第２ローラ１０２にベルト３０４が巻き付いている。第２ローラ１０２の回転中心３０２とローラの円断面中心３０３とが偏心量ε2（回転中心３０２と円断面中心３０３との直線距離）だけ離れている。図中の直線３０６は、ローラの回転中心３０２と、ベルトがローラと接触している領域の中央とを結んだ線分である。直線３０６の長さによってベルト移動速度が決定されると仮定して、直線３０６の長さをベルト移動速度決定距離Ｒεとすると、以下の数２３のように表すことができる。
【数２３】
2007137535.tif 000025
【００８０】
ベルト移動速度Ｖはベルト厚みの影響を除いて、半径Ｒ2の第２ローラ１０２の回転角速度ω2とベルト移動速度Ｖとの関係を記述すると、上記数１から、以下の数２４のようになる。
【数２４】
2007137535.tif 000026
ここで、θ2＋α2は第２ローラ１０２の回転角であり、α2はθ2＝０（時間ｔ＝０）のときの偏心方向位相（角度）である。
【００８１】
上記数２４からベルト移動速度Ｖが一定のベルト移動速度Ｖ0になるためには、第２ローラ１０２の回転角速度ω2refは以下の数２５のようになる。
【数２５】
2007137535.tif 000027
【００８２】
上記数２５の第２項が第２ローラ１０２の偏心による回転速度変動成分であることがわかる。つまり、ベルトを一定速度Ｖ0で回転させるには、第２ローラ１０２の回転角速度ω2refは、偏心に応じて変動させる必要があることがわかる。つまり、ベルト移動速度の変動を抑えて、一定速度にしたい場合、第２ローラ１０２の回転角速度ω2を第２支持ローラ基準回転角速度ω2refとなるように制御すれば、ベルト移動速度の変動成分を抑圧することになり、ベルト移動速度Ｖが一定の速度Ｖ0となる。
よって、上記数２５を変形して得られる以下に示す数２６の第２ローラ１０２の回転速度変動成分が検出できれば、第２ローラ１０２の回転角速度をフィードバックしてベルト移動速度を一定に制御できることが可能になる。
【数２６】
2007137535.tif 000028
【００８３】
ここで、第１ローラ１０１と第２ローラ１０２の回転角速度を検出することで上記数２６に示した第２ローラ１０２の回転速度変動成分を導出する。簡単のために、半径Ｒ1の第１ローラ１０１の回転角速度ω1を一定の回転角速度ω01に制御したときについて説明する。第１ローラ１０１の回転角度をθ1＋α1｛ただしθ1＝０（時間ｔ＝０）のときの偏心方向位相（角度）をα1｝、第１ローラ１０１の偏心をε1としたとき第２ローラ１０２の回転角速度ω2Vは、上記数２４から以下の数２７のようになる。
【数２７】
2007137535.tif 000029
【００８４】
上記数２７より第１ローラ１０１を一定回転角速度ω01に回転したとき第２ローラ１０２の回転角速度ω2Vは、第１ローラ１０１の偏心による回転速度変動（上記数８の｛｝内第２項）と第２ローラ１０２の偏心による回転速度変動（上記数８の｛｝内第２項）が含まれていることがわかる。
【００８５】
どちらか一方の回転速度変動を検出したい場合、本実施形態では第１ローラ１０１と第２ローラ１０２の回転周期が異なる、つまりローラ径が異なるので、それぞれの回転速度変動を区別して検出することが可能となる。よって、上記数２７から、第２ローラ１０２の偏心による回転速度変動を検出することができれば、第２ローラ１０２の回転角速度をフィードバックしてベルト移動速度Ｖを一定の速度Ｖ0に制御するフィードバック制御が可能であることがわかる。
【００８６】
ここで、さらに第２ローラ１０２に取り付けられた検出手段に取付け偏心があるときのベルト搬送速度Ｖと検出手段で検出される回転角速度ωSとの関係を説明する。
図１４（ｂ）は、回転軸に対して、エンコーダ盤の取付け誤差が生じ、エンコーダ盤が偏心を持って、回転するモデルを示している。
図中符号３１２は、エンコーダ盤上に一定間隔のマークで形成されているタイミングマーク３１３の中心線を示している。この中心線上にあるタイミングマークがセンサ３１１を通過するタイミングで第２ローラ１０２の回転角速度を検出している。エンコーダ盤の回転中心３０８とローラの回転中心３０２とが偏心量εSだけ離れている。このときのエンコーダ盤のタイミングマークがセンサスリットを通過する速度ＶSは、以下のように近似される。ただし、ω2は、回転軸の回転角速度であり、ここでは、第２ローラ１０２の回転角速度である。εSはエンコーダ盤の偏心量であり、αSはθS＝０（時間ｔ＝０）のときの偏心方向位相（角度）である。
【数２８】
2007137535.tif 000030
【００８７】
ここで、エンコーダで検出される第２ローラ１０２の回転角速度ωSは、ωS＝ＶS／ＲSであることを考慮し、上記数２４に上記数２８を代入して、ベルト移動速度Ｖとエンコーダで検出される回転角速度ωSとの関係は、以下のようになる。
【数２９】
2007137535.tif 000031
【００８８】
このように、ベルト移動速度と検出手段で検出される第２ローラ１０２の回転角速度との関係には、エンコーダ盤に取付け偏心がある場合、ローラ偏心量を振幅とした回転速度変動成分に、エンコーダ盤の取付け偏心量を振幅とした回転速度変動成分が重畳されたものが検出されることがわかる。
ローラ偏心の回転速度変動成分（上記数２９の｛｝内第２項）とエンコーダ盤取付け偏心の回転速度変動成分（上記数２９の｛｝内第３項）は、同じ回転軸３０２に固定されているため、周期は同一である。そこで、２つの回転速度変動成分は１つに合成することが可能であり、その結果は、数３０のようになる。なお、余弦波の減算過程は省略する。
【数３０】
2007137535.tif 000032
【００８９】
ここで、ε2Sとα2Sは上記数２９の２つの余弦関数合成で算出される。θ2Sは、新たに設定した基準軸からの回転角を示すが、ベルト巻付き部とセンサスリットが同一の平面上にある場合、θ2＝θS＝θ2Sとしてもよい。また、ベルト巻付き部とセンサスリットが別の場所にある場合は、θ2＝θS+β＝θ2Sとして計算すればよい。
【００９０】
こうして、ローラ偏心に加えてエンコーダ取付け偏心があっても、ローラ偏心と合成された１つの回転速度変動として考え、上記数２４から上記数２７までの説明と同様にして、第２ローラ１０２の偏心と検出手段の取付け偏心による回転速度変動が検出できれば、第２ローラ１０２の回転角速度をフィードバックしてベルト移動速度Ｖを一定の速度Ｖ0に制御するフィードバック制御が可能であることがわかる。
【００９１】
（ベルト移動速度変動の検出機構）
このような第２ローラ１０２の偏心と検出手段の取付け偏心による回転速度変動（回転角変動）を認識する手段として、第２ローラ１０２と径が異なる支持ローラ（第１ローラ１０１）に回転検出手段を設置する。各ローラ１０１，１０２の回転検出手段から得られる２つのローラ回転情報から、第２ローラ１０２の回転周期で発生する変動分を認識する。第２ローラ１０２の回転周期で発生する変動成分は、第２ローラ１０２の偏心や検出手段の取付け偏心によるものであることから、この変動成分がベルト移動位置変動として生じないようにモータコントローラのモータ駆動制御値を補正する。
【００９２】
本実施形態は、特に以下の特徴をもつ。
まず、非補正周期回転ローラ（第１ローラ１０１）に設置された検出手段には、低分解能の簡易エンコーダを用いている。この簡易エンコーダは、補正周期回転ローラ（第２ローラ１０２）に設置された高精度なロータリエンコーダに対して、１周あたりの出力パルス数が少ない簡易エンコーダであることから、低コストで実現できる。
次に、第１ローラ整数回転時の２つのローラ回転情報を基に、第２ローラ１０２の回転周期で発生する変動成分を認識する。これは、第１ローラ１０１の回転周期変動成分の影響なく、高精度に認識することができる。
さらに、２つのローラ径は下記の数３１を満たす関係となっている。第１ローラ整数回転時の第２ローラの回転角がＮｉπ［ｒａｄ］（Ｎｉは自然数）となる。これは、２つの回転情報から最も感度良く第２ローラ１０２の回転周期変動を認識することができる。
検出する２つのローラ回転情報としては、それぞれのローラ１０１，１０２が既定回転角を回転する所要時間を計測した回転速度情報と、第１ローラ１０１が既定回転角度を回転したときの第２ローラ１０２の回転角度を計測した回転角情報とがある。以下、回転速度情報から第２ローラ１０２の回転周期変動成分を認識する方法と、回転角情報から第２ローラ１０２の回転周期変動成分を認識する方法のそれぞれについて説明する。
【００９３】
（回転速度情報による認識方法１）
図１５は、上述したローラ偏心とエンコーダ取付け偏心の変動が合成された１つの第２ローラ１０２の回転速度変動を認識し、モータ制御の補正データを算出する制御ブロック図である。
この制御ブロック部には、第２ローラ１０２用のカウンタ２＆回転時間検出部１７４、第１ローラ１０１用のカウンタ１＆回転時間検出部１７３、第２ローラ目標角演算部１７２、第２ローラ周期変動演算処理部１７１、モータコントローラ１１５が表されている。カウンタ１＆回転時間検出部１７３は、第１検出手段１０１ａのパルス信号から特定のスリット４０３ａ，４０３ｂの通過時間間隔を計測し、第１ローラ１０１の回転情報として出力する。また、カウンタ２＆回転時間検出部１７４は、第２検出手段１０２ａのパルス信号から所望のスリット５０３の通過時間間隔を計測し、第２ローラ１０２の回転情報として出力する。第２ローラ周期変動演算処理部１７１は、受信した第１ローラ１０１の回転情報と、第２ローラ１０２の回転情報とに基づき、第２ローラ１０２の回転速度変動の振幅Ａと位相αを算出する。そして、算出された第２ローラ１０２の回転周期変動の振幅Ａと位相αを第２ローラ目標角演算部１７２に送信する。
【００９４】
第２ローラ目標角演算部１７２は、第２ローラ１０２の回転周期変動の振幅Ａと位相αを記憶部に記憶する。そして、モータコントローラ１１５のベルトの目標移動速度Ｖ0に応じて、振幅Ａ、位相α及びベルト目標移動速度Ｖ0から、第２ローラ１０２の目標回転角データをモータコントローラ１１５へ出力する。
【００９５】
第１検出手段１０１ａは、被検出部である複数のスリット４０３を設けたエンコーダ盤４０５と、検出部である検出器４０６とで構成されている。第２検出手段１０２ａは、円周上に等間隔で被検出部である複数のスリット５０３を設けたエンコーダ盤５０５と、検出部である検出器５０６とで構成している。第１検出手段１０１ａのスリット数は、上述したベルトＰＬＤ変動を所望の分解能で認識するのに十分な数となっている。本実施形態では、１周８スリットに設定してある。また、第２検出手段１０２ａのスリット数は、搬送ベルト２のフィードバック制御において、十分な制御性能が得られるように検出分解能を考慮した数となっている。本実施形態では、後述する回転角πの検出区間を設定するために４の倍数となっており５１２スリットに設定してある。また、図に示す第１ローラ１０１の径と第２ローラ１０２の径は異なることが必要条件である。さらに、ベルト平均ＰＬＤも考慮したローラにおける実効半径をＲ1とＲ2としたとき、下記の数３１の条件を満たす構成において、後述する回転角πの検出区間を設定することが可能となり、より高精度な検出が可能となる。
【数３１】
2007137535.tif 000033
【００９６】
検出器４０６，５０６は、発光素子と受光素子とで構成されており、発光素子と受光素子とは、エンコーダ盤４０５，５０５を挟んで対向するように設けられている。そして、スリット４０３，５０３が検出器上を通過するとき、発光素子の光を受光素子が検出するようにしている。受光素子が発行素子の光を検出すると電流が発生し、これがパルス信号としてカウンタ１＆回転時間検出部１７３及びカウンタ２＆回転時間検出部１７４に送信される。
【００９７】
本実施形態においては、検出器５０６でスリット５０３が検出されてから特定のスリットが検出されるまでの時間を計測することで第２ローラ１０２の回転情報を検出している。回転情報を検出するために設定される検出区間（スリットと特定スリットとの間隔）は、第１ローラ１０１の回転周期の整数倍とするのが好ましい。このように設定することで、第１ローラ１０１の回転速度変動による影響をほとんど無視することができる。第１ローラ１０１の回転速度変動は、第１ローラ１０１の偏心によるものであり、第１ローラ一回転を１周期とするものである。そして、第１ローラ１０１の偏心による回転速度変動は、第２ローラ１０２の回転角速度変動の検出に影響を与える。しかし、第１ローラ１０１の偏心による回転速度変動は、第１ローラ１０１の一周期でプラスに変動する成分とマイナスに変動する成分がイコールになるため、第１ローラ１０１の一周期で計測時間の誤差がなくなる。この結果、検出区間を、第１ローラ１０１の回転周期の整数倍とすることで、第１ローラ１０１の回転速度変動による影響を受けることなく、第２ローラ１０２の回転周期変動を得ることができる。
【００９８】
さらに、検出区間をπとし、検出区間と検出区間の位相差を（π／２）とすることで、第２ローラ１０２の回転速度変動を検出する感度を最も高めることができる。例えば、第２ローラ１０２の偏心および第２検出手段１０２ａの取り付け偏心による回転速度変動が初期位相０の余弦波の場合、０からπの区間は平均角速度に対してプラスに角速度が変動する領域であり、この間の区間が最も計測時間が短くなる。一方、πから２πの区間は、平均角速度に対してマイナスに角速度が変動する領域であり、この間の区間が最も計測時間が長くなる。このように、検出区間をπにすれば、変動成分の全てが平均角速度に対してプラスに角速度が変動する領域や、変動成分の全てが平均角速度に対してマイナスに角速度が変動する領域を検出することができ、第２ローラ１０２の回転速度変動を検出する感度を最も高めることができる。
【００９９】
しかしながら、検出区間をπと設定しても第２ローラ１０２の回転速度変動が位相０の正弦波（位相（π／２）の余弦波）の場合は、０からπの区間は（π／２）を境として平均角速度に対してプラスに角速度が変動する領域とマイナスに角速度が変動する領域が対称に現れる。その結果、第２ローラ１０２の回転速度変動の成分が相殺されて、０からπの区間は平均角速度で移動した場合と同様の計測時間となる。また、πから２πの区間においても、同様に回転速度変動の成分が相殺されて、平均角速度で移動した場合と同様の計測時間となり、第２ローラ１０２の回転速度変動を全く検出することができない。そこで、一方の検出区間を０〜πとし、他方の検出区間を（π／２）〜（３π／２）として、検出区間と検出区間の位相差を（π／２）とする。これにより、正弦波の場合でも検出区間が（π／２）〜（３π／２）において、平均角速度に対してマイナスに角速度が変動する領域となり最も計測時間が長くなる。このように、検出区間と検出区間の位相差を（π／２）とすることで、どちらか一方の検出区間で第２ローラ１０２の回転速度変動を検出する感度を高めることができる。第２ローラ１０２の回転速度変動が正弦波に近い場合は、検出区間が（π／２）〜（３π／２）の方が、検出区間が０〜πのものに比べて検出感度が高くなる。一方、検出誤差の回転速度変動が余弦波に近い場合は、検出区間が０〜πの方が、検出区間が（π／２）〜（３π／２）の方に比べて検出感度が高くなる。
【０１００】
なお、スリットやエッジなどの被検出部を磁性体で形成し、検出器を磁気センサとしてもよい。スリットやエッジを検出する検出器は、回転盤の一方の固定部に発光素子と受光素子を形成し反射型で形成してもよい。
【０１０１】
本実施形態においては、少なくとも第２ローラ１０２については、回転の基準となるホーム位置を設定する必要がある。このホーム位置は、第２ローラ１０２の偏心を検出したり、検出した第２ローラ１０２の回転速度変動を用いてフィードバック制御を行ったりするときの基準位置となる。エンコーダ盤５０５に区間検出用のスリット５０３とは別にホーム位置検出用のスリットを設けて検出するようにしてもよい。
【０１０２】
また、第２検出手段１０２ａが別にホーム検出用スリットを設けない構成の場合のホーム位置の設定は任意に設定すればよい。例えば、第２ローラ１０２の回転速度変動検出時の所定の設定条件（例えば、モータが等速回転、第１支持ローラが等速回転等）になったことを検出したら、適当なタイミングで検出したスリット５０３をホーム位置として設定（５０３ｈ）し、監視する。具体的には、モータ等が等速回転となって適当なタイミングで受けたパルス信号の検出と同時にタイマーカウンタをリセットする。そして、第２検出手段１０２ａのエンコーダ盤５０５に設けられたスリット５０３の数を予め記憶しておき、パルス信号の数がスリット５０３の数となったら、ホーム位置を検出したとしてタイマーカウンタをリセットする。この場合、電源ＯＮ時に毎回ホーム位置の決定とそれに対応した第２ローラ１０２の回転速度変動の少なくとも位相を求める必要がある。このとき、どこをホーム位置にしたかは回路あるいはファームウェアで常に認識しておく。
【０１０３】
本実施形態において、駆動ローラ偏心やエンコーダ盤取付け偏心によるベルト移動位置変動を補正する駆動制御を行う場合、まず、事前動作として、第１ローラ１０１および第２ローラ１０２に設置された検出手段１０１ａ，１０２ａを用い、第２検出手段１０２ａで検出される第２ローラ１０２の回転速度変動を認識する。この事前動作は、エンコーダ盤５０５にホーム位置が特定の場所に設定できる場合は、商品出荷前の製造工程で行うことができる。また、ホーム位置が設けられていない場合は、本体の電源投入時に任意のホーム位置を設定して、事前動作行う必要がある。また、例えば、検出器５０６と第２ローラ１０２との締結部が経時あるいは環境ですべり等が発生する場合は、あらかじめ規定された時間毎、枚数毎などに、ユーザーの使用状況（プリント要求の無いタイミング）に応じて事前動作を実行し、第２ローラ１０２の回転速度変動を検出して更新する。また、他の従動ローラの偏心による影響も除去したい場合は、その従動ローラとベルト１０３とのすべりなどの位相関係が変化するため、定期的に第２ローラ１０２の回転速度変動を検出して更新を行う。
【０１０４】
以下、第２ローラ１０２の回転速度変動を検出する方法を説明する。
本実施形態においては、モータを所定の角速度で回転させることで、第２ローラ１０２の偏心による変動成分を検出するものである。回転検出手段としては、図１５に示す検出手段１０１ａ，１０２ａをそれぞれ第１ローラ１０１と第２ローラ１０２に設置し、第２検出手段１０２ａを４個のスリット５０３ａについて検出することで、検出区間を回転速度変動の検出感度の高いπに設定できるとともに、検出区間と検出区間との位相差を（π／２）に設定することができる。
【０１０５】
本実施形態においては、第２ローラ１０２の回転情報は、検出器５０６でスリット５０３が検出されてから特定のスリットが検出されるまでの時間を計測したデータである。
図１５中の符号Ａ1及びＢ1並びに符号Ａ2及びＢ2は、第１ローラ１０１と第２ローラ１０２の検出区間を示している。検出区間は、第１ローラ１０１の回転周期の整数倍に設定される。これにより、この検出区間で第１ローラ１０１の回転速度変動の影響をほとんど無視することができる。第２ローラ１０２の回転速度変動を検出するためには、第２ローラ１０２の１周期で少なくとも２つの区間の時間を計測する必要がある。検出区間が第１ローラ１０１の回転周期の整数倍に設定されていれば、区間の組み合わせは、いかなるものであってもよい。例えば図１５に示す場合において、区間ＡとＢの他に２区間が設定できる（区間Ｃ、Ｄ）。区間ＢとＤ。また、区間Ａと区間Ｃとを検出するようにしてもよいし、区間Ａと区間Ｂとを検出するようにしてもよい。また、検出区間を１８０°にする必要もない。しかし、検出区間を１８０°とすれば、第２支持ローラの回転速度変動の検出感度を最も高くできる。また、検出区間と検出区間との位相を９０°ずらした、区間Ａと区間Ｂ、区間Ｂと区間Ｃ、区間Ｃと区間Ｄ、区間Ｄと区間Ａの組合せが最も第２ローラの回転速度変動の検出感度を高くすることができる。以下の説明では、区間Ａと区間Ｂとを検出する場合について説明する。
【０１０６】
それぞれの検出手段１０１ａ，１０２ａがスリットの通過を検知したときにパルスを発する。これらのパルス信号は、カウンタ１＆回転時間検出部１７３及びカウンタ２＆回転時間検出部１７４にそれぞれ送信される。カウンタ１＆回転時間検出部１７３は、同期型４ビットカウンタを備え、このカウンタは４個のパルスが入力される毎に１個のパルスを回転時間検出器に出力するように構成されている。また、カウンタ２＆回転時間検出部１７４は、同期型８ビットカウンタを備え、このカウンタは１２８個のパルスが入力される毎に１個のパルスを回転時間検出器に出力するように構成されている。つまり、第１ローラ１０１は１周で２パルス、第２ローラ１０２は１周で４パルスの信号が回転時間検出器に送信される。各回転時間検出器で計測されたパルス間隔時間データ信号は、それぞれ第２ローラ周期変動演算処理部１７１に送られる。
【０１０７】
検出精度を上げるために、第１検出手段１０１ａの検出器４０６をスリット４０３ａと４０３ｂが通過するタイミングと、第２検出手段１０２ａの検出器５０６をスリット５０３ａが通過するタイミングが同じとなるように、カウンタ１＆回転時間検出部１７３のカウンタ１とカウンタ２＆回転時間検出部１７４のカウンタ２とのカウントタイミングを調整する。カウントタイミングの調整は、各カウンタへの同期信号で行われる。この同期信号を受信すると、カウンタ１は現在のカウント数値をリセットして再び０からカウントアップを開始する。つまり、カウンタ１のパルス出力タイミングに同期してカウンタ２に信号を送ることにより任意のタイミングで、図１５に示す第２ローラ１０２の検出手段１０２ａの全スリットの中で、第１ローラ１０１のカウンタ出力パルスに同期した４つのスリット５０３ａを設定することができる。
【０１０８】
図１６は、本実施形態における第２ローラ１０２の偏心および第２検出手段１０２ａの取り付け偏心による変動の検出処理を示したフローチャートである。
図１５において、モータコントローラはＤＣサーボモータを安定に回転する適切なモータ目標角速度ωmの指令信号を出力し（Ｓ１）、ベルトを駆動させた後、ＤＣサーボモータが目標とする回転速度に達したかどうかを判断する（Ｓ２）。ここでは、検出精度を上げるために、モータを既定速度で安定して回転させることが目的である。目標とする回転速度に達していると判断した場合（Ｓ２のＹＥＳ）、同期処理を行う。第１ローラ１０１に対応するカウンタ１の出力パルス信号と同時に第２ローラ１０２に対応するカウンタ２へ同期パルス信号を出力する。第２ローラ１０２に対応するカウンタ２は、同期パルス信号を受信すると、現在のパルスカウント値をリセットして、次のパルスからカウントアップを開始する。
【０１０９】
例えば、第１ローラのスリット４０３ｂを検出したタイミングで、第２ローラ１０２に対応するカウンタ２へ同期パルス信号を出力する。すると、そのカウンタ２のカウント値がリセットされ、再カウントした第２ローラの最初のスリット５０３ｈが第２ローラ１０２のホーム位置に設定される。スリット５０３ｈの設定後は、このスリット５０３ｈを基準に１周４パルスがカウンタ２から出力される。その結果、その出力パルスは、第１ローラ１０１のスリット４０３ａと４０３ｂの通過検知タイミングと同期する。このような同期処理によって、第２ローラ１０２のスリットの１つ（５０３ｈ）をホーム位置と設定する（Ｓ３）。このとき、カウンタ２＆回転時間検出部１７４における回転時間検出器の内蔵タイマユニットのカウンタを０に設定して時間を計測していく。また同時に、ほぼ同タイミングで検出される第１ローラ１０１側でも、カウンタ１＆回転時間検出部１７３における回転時間検出器の内蔵タイマユニットのカウンタを０に設定して時間を計測していく（Ｓ４）。これらの回転時間検出器は、パルス信号を受信したときの内蔵タイマユニットのカウンタで計測された時間をデータ送信する。予め、第２検出手段１０２ａの設定スリット５０３の総数をデータとして保持しておき、出力されたパルス信号の総数が予め記憶されたスリット総数となることで第２ローラ１０２の一回転を検出する。そして、一回転に要する時間を計測して第２ローラ１０２の一回転の平均角速度ω2aを算出する。また、同様に第１ローラ１０１の一回転に要する時間を計測して平均角速度ω1aを算出する。この第１ローラ１０１と第２ローラ１０２の平均角速度から現在のローラの径比を正確に求める（Ｓ５）。ローラ径比を正確に求めることで、製造誤差や環境、径時で変化するローラ径による回転速度変動の検出誤差を補正することができる。また、第１ローラ１０１及び第２ローラ１０２を複数回転させて平均化したデータからローラ径比を求めて精度を上げても良い。
【０１１０】
このようにしてローラ径比を求めた後、第２ローラ１０２において、再びホーム位置を検出したときからスリットを通過した順に、通過時間間隔データをＴ１、Ｔ２、Ｔ３と第２ローラ周期変動演算処理部１７１に内蔵されているデータ用メモリに記憶していく（Ｓ６）。また同時に、第１ローラ１０１において、ほぼ同時刻に通過するスリットの通過時間間隔、つまり、半回転時間をＴ1１、Ｔ1２、Ｔ1３として第２ローラ周期変動演算処理部１７１に内蔵されているデータ用メモリに記憶していく（Ｓ７）。そして、通過時間のデータＴ1１、Ｔ1２、Ｔ1３、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を用いて、第２ローラ１０２の回転速度変動の算出処理を実行する（Ｓ８）。図１５に示すように第１ローラ１０１のスリット４０３ｂと第２ローラ１０２のスリット５０３ｈを同期処理した場合、第１ローラ１０１において、スリット４０３ｂを基準に通過するスリットの通過時間間隔をＴ1１、Ｔ1２、Ｔ1３、とすると、Ｔ1１＋Ｔ1２が第１ローラ１０１一回転時間で、図１５の点線矢印区間Ａ1の通過時間となる。また、Ｔ1２＋Ｔ1３も第１ローラ１０１一回転時間で、実線矢印区間Ｂ1の通過時間となる。一方、第２ローラ１０２において、スリット５０３ｈを基準に通過するスリットの通過時間間隔をＴ１、Ｔ２、Ｔ３とする。Ｔ１＋Ｔ２は、点線矢印区間Ａ2の通過時間となる。同様に、Ｔ２＋Ｔ３は実線矢印区間Ｂ2の通過時間となる。このようにして得られたＴ1１、Ｔ1２、Ｔ1３、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を用いて、第２ローラ１０２の回転速度変動の算出処理を実行する。
【０１１１】
第２ローラ１０２の回転速度変動の算出処理（Ｓ８）は、第２ローラ１０２の一回転に相当する回転速度変動の振幅と位相を算出する。具体的には、第２ローラ１０２一回転の回転速度変動の振幅をＡ、ホーム位置を基準とした初期位相をαとして算出する。以下に、第２ローラ１０２の回転速度変動の振幅と位相を算出する方法について説明する。
【０１１２】
第２ローラ１０２の回転速度変動の振幅と位相は、ホーム位置（時間０）を基準として、２つのスリットで構成する第１区間（図１５おける検出区間Ａ）の回転時間と、同様に、別の２つのスリットで構成する第１区間とは位相が異なる第２区間（図１５おける検出区間Ｂ）の回転時間から求める。また、第２ローラ１０２が第１区間と第２区間を回転する時間における平均角速度ω02_1とω02_2を第１ローラの回転情報から求める。
【０１１３】
まず、第２ローラ１０２の偏心による回転速度変動を含む第２ローラ１０２の回転角速度ω2を以下の数３２のように規定する。
【数３２】
2007137535.tif 000034
ここで、第１項のω02は、ベルトの搬送に伴い回転する第２ローラ１０２の平均回転角速度である。ベルト移動速度をローラの回転角速度に変換したものに等しい。この平均回転角速度に振幅Ａ、位相αの第２ローラ１０２の偏心や検出手段の取付け偏心による回転速度変動成分を示す第２項が重畳されている。
【０１１４】
ここで、第１区間において、第２ローラ１０２が半回転（πラジアン回転）したことから以下の数３３に示す関係が成り立つ。
【数３３】
2007137535.tif 000035
ただし、ω02_1は、第１区間における第２ローラ１０２の平均回転角速度であり、以下の数３４から第１ローラ１０１の検出データによって求められる。
【数３４】
2007137535.tif 000036
【０１１５】
第１ローラ１０１と第２ローラ１０２の径比（Ｒ1／Ｒ2）は、図１６のＳ５にて求められた値を用いる。「Ｎ」は第１の検出区間計測時における第１ローラ１０１の回転数である。ここでは、ローラ径比が１：２に設計されているので、第１の検出区間が第２ローラ１０２の回転角πとなっていることから、Ｎ＝１である。また、第２の検出区間においても、上記数３３と同様に積分範囲が異なる形で以下の式が成立する。
【数３５】
2007137535.tif 000037
ただし、ω02_2は、第２区間における第２ローラ１０２の平均回転角速度であり、以下の数３６から第１ローラ１０１の検出データによって求められる。
【数３６】
2007137535.tif 000038
【０１１６】
第１ローラ１０１において、第１ローラ１０１の偏心や第１検出手段の取り付け偏心による変動に回転速度変動が生じている。しかし、上記検出区間は、ほぼ第１ローラ１０１の回転周期の整数倍となっている。このため、第２ローラ１０２の検出区間における第２ローラ１０２の平均回転角速度ω02_2は、第１ローラ１０１が丁度、整数回転したときの計測時間から求められるため、第１ローラ１０１の偏心による角速度の変動成分は、無視することができる。これは、第１ローラ１０１の偏心による変動成分は、正弦波や余弦波などの三角関数で表すことができるためである。つまり、半周期は、プラスに変動し、もう半周期はマイナスに変動するので、第１ローラ１０１の一周期でこの変動成分が相殺されるためである。その結果、第２ローラ１０２の平均回転角速度ω02_2を求めるために用いられる、第１ローラ１０１の計測時間は、第１ローラ１０１の偏心の影響がほとんどない。
【０１１７】
上記数３３及び上記数３５を変形して導出される下記の数３７に示す方程式を解くことで、第２ローラ１０２の回転速度変動成分の振幅Ａと位相αが求められる。
【数３７】
2007137535.tif 000039
【０１１８】
上記数３７は、左辺の行列の逆行列を求めて解いても良いし、他の数値計算手法を利用しても良い。これにより、第２ローラ１０２の回転速度変動の振幅Ａとホーム位置を基準とした位相αが求められる。実際の画像形成装置では、上記数３７のみが第２ローラ周期変動演算処理部１７１のメモリに保存されており、上記数３７に計測時間（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）および平均角速度ω02_2、ω02_1を代入することで、振幅Ａ及び位相αを求める。この振幅Ａと位相αの演算処理終了後、数値をデータメモリに記憶し（Ｓ９）、第２ローラ１０２の目標回転角速度ω2refを設定する。検出精度を上げるために、実線で示したＳ４からＳ９まで、または、点線で示したＳ６からＳ９までの動作を繰り返して、複数の振幅Ａ及び位相αの平均値を求めても良い。
【０１１９】
上記数３７の方程式により求められた振幅Ａと位相αとから、ベルト１０３が一定速度で移動したときの第２ローラ１０２の回転角速度（目標角速度）ω2refを生成し、モータコントローラ１１５へ送信し、そのデータに基づきフィードバック制御を行う。
【０１２０】
上記数３２に示したω2は、ベルトの移動に伴って回転する第２ローラ１０２の平均回転角速度ω02（ベルト移動速度）と、第２ローラ１０２の偏心による回転速度変動とで表したものである。従って、数３２からベルト移動速度が一定のときの第２ローラ１０２の角速度（目標回転角速度）ω2refは、以下の数３８のように表すことができる。
【数３８】
2007137535.tif 000040
【０１２１】
よって、第２ローラ１０２の回転角速度を上記数３８に示す目標回転角速度ω2refとなるようにフィードバック制御を行うことで、駆動ローラ偏心やエンコーダ盤取付け偏心によるベルト移動位置変動をキャンセルでき、ベルト移動速度を一定に制御することができる。なお、画像出力モードにより、ローラの目標平均速度を変更する場合には、ω02の値を適宜変更する。
【０１２２】
このように、本実施形態によれば、第２ローラ１０２の偏心や第２検出手段１０２ａの取付け偏心に起因する回転速度変動を検出することができる。そして、予め検出された第２ローラ１０２の回転速度変動から第２ローラ１０２の目標角速度ω2refを設定して、この回転角速度情報を基にフィードバック制御を行うことができる。これにより、第２ローラ１０２の偏心や第２検出手段１０２ａの取付け偏心の影響を受けることなく、ベルト１０３を所望の速度で安定した駆動制御が可能となる。
【０１２３】
本実施形態では、第２ローラ１０２の検出区間を１８０°としているが、これに限られない。例えば、第２ローラ１０２の検出区間を任意の角度γ１、γ２としてもよい。この場合、第２ローラ１０２の振幅と位相を求める式は、以下の数３９のようになる。
【数３９】
2007137535.tif 000041
【０１２４】
上記数３９の数式を解くことで、１８０°ではない任意の角度であっても、第２ローラ１０２の偏心による振幅及び位相を求めることができる。この場合にあっても、検出区間を第１ローラ１０１の周期の整数倍とすることで、検出精度を上げることができる。
【０１２５】
また、ここまでの説明では、第２ローラ１０２に２つの検出区間Ａ，Ｂを設けて、この２つの検出区間における時間間隔を計測することで、第２ローラ１０２の偏心と第２検出手段の取り付け偏心とによる周期変動を検出しているが、これに限られない。例えば、検出用のスリットを複数（ｎ個）設けて、連立方程式を立てるための検出区間を複数とおり設定し、それぞれ、第２ローラ１０２の回転速度変動の振幅、位相を求める。それを平均化することで、第２ローラ１０２の回転速度変動の検出精度を高めることができる。例えば、検出区間を３つに設定できれば、３通りの検出区間の組み合わせを設定でき、それぞれの組合せで、３通りの位相と振幅を求めて、これらを平均化する。検出区間を４つ設定できれば、６通りの検出区間の組み合わせを設定することができ、６通りの位相と振幅を求めてこれらを平均化することができる。
【０１２６】
また、環境の変化や径時の使用により、第２ローラ１０２の回転速度変動が変化する場合がある。このように、第２ローラ１０２の回転速度変動が環境の変化や径時により変化してしまうと、すでに検出してある第２ローラ１０２の回転速度変動に誤差が生じてしまう。この場合、すでに検出してある第２ローラ１０２の回転速度変動を用いてフィードバック制御を行っても、第２ローラ１０２の変動の影響がベルト移動速度に現れて、ベルトを一定速度で駆動できなくなってしまうという不具合がある。そこで、常に、図１６のＳ３からＳ９までの処理を行って、新たに第２ローラ１０２の基準回転角速度ω2refを算出する。
【０１２７】
また、本実施形態においては、駆動ローラである第２ローラ１０２に一周５１２パルスを出力する第２検出手段１０２ａを設置している。モータや歯車の回転周期の変動を検出するには十分に高い分解能を持っているため、フィードバック制御により、モータの回転変動や歯車の偏心や歯累積ピッチ誤差等に起因するベルト移動速度変動を抑制することができる。
さらに、本実施形態では、第２検出手段１０２ａの信号からカウンタ２を用いて第２ローラ１０２の偏心や第２検出手段１０２ａの取付け偏心に起因する回転速度変動を検出するためのカウンタ２＆回転時間検出部１７４と第２ローラ周期変動演算処理部１７１とが独立して機能する。これによって、フィードバック制御中に、逐次第２ローラ１０２の回転速度変動の算出及び更新を行うことができる。その結果、第２ローラ１０２の環境変化や経時変化に対応した高精度なフィードバック制御を実現することができる。
【０１２８】
（回転角情報による認識方法２）
上記認識方法１では、それぞれのローラ１０１，１０２の既定回転角（検出区間）の回転時間、つまり回転速度情報からの第２ローラ１０２の回転速度変動の算出を行った。ここでは、それぞれのローラ１０１，１０２の回転角情報から第２ローラ１０２の回転角変動の算出を行う場合について説明する。
【０１２９】
回転角検出の場合の構成は図１７で示すとおりであり、その動作は図１８に示すとおりであり、上述した回転速度情報による認識方法の場合とほぼ同様である。以下に異なる点を中心に説明する。
図１７のそれぞれの検出手段１０１ａ，１０２ａがスリットの通過を検知したときにパルス信号が出力される。これらのパルス信号は、カウンタ１７３’に送信される。第１ローラ１０１に対応するカウンタ１７３’は、同期型４ビットカウンタで構成され、現在のカウント数のデジタル値を出力するように構成されている。また、第２ローラ１０２に対応するカウンタ１７４’は、同期型８ビットカウンタで構成され、現在のカウント数のデジタル値を出力するように構成されている。つまり、第１ローラ１０１と第２ローラ１０２の累積回転角情報が第２ローラ周期変動演算処理部１７１に送られる。
【０１３０】
第２ローラ１０２の偏心および第２検出手段の取り付け偏心による変動の検出処理は、図１８に示したフローチャートとなる。モータコントローラ１１５はＤＣサーボモータを回転させてベルトを駆動させる（Ｓ１）。ここでは、回転角検出のため、モータの回転状態の影響は大きくない。次に、同期処理と第２ローラ１０２の回転位相基準となるホーム位置の設定を行う。第１ローラ１０１のカウンタ１７３’のカウントアップと同時にカウンタ１７４’のカウントデータを記憶する。例えば、カウンタ１７３’のカウントデータを監視しながら、第１ローラ１０１のスリット４０３ｂを検出してカウンタ１７３’がカウントアップしたタイミングで、カウンタ１７４’のカウントデータを記憶する。すると、カウンタ１７４’のカウントした第２ローラ１０２のスリット５０３ｈが第２ローラ１０２のホーム位置と設定される（Ｓ２）。スリット５０３ｈの設定後は、カウンタ１７３’が第１ローラ１０１のスリット４０３ａと４０３ｂの通過検知してカウントアップしたタイミングと同期して、スリット５０３ｈを基準に一周４回のカウンタ２のカウントデータが記憶される。このカウントデータは、スリット４０３ｂとスリット５０３ｈとの同期処理によって、第２ローラ１０２のスリットの１つ（５０３ｈ）をホーム位置とするスリット５０３付近のカウントデータとなる。
【０１３１】
このカウントデータを第２ローラ１０２の回転角に変換して、ホーム位置設定時の回転角をθ０として、θ１、θ２、θ３と第２ローラ周期変動演算処理部１７１に内蔵されているデータ用メモリに記憶していく（Ｓ３）。そして、回転角データθ０，θ１，θ２，θ３は、第１ローラ１０１が半回転したときの第２ローラ１０２の回転角情報であるから、第１ローラ１０１の一回転に対する第２ローラ１０２の回転角から、第１ローラ１０１と第２ローラ１０２の径比Ｒ1／Ｒ2が求められる（Ｓ４）。
【０１３２】
そして、回転角データθ０，θ１，θ２，θ３とＲ1／Ｒ2を用いて、第２ローラ１０２の回転速度変動の算出処理を実行する（Ｓ５）。第２ローラ１０２の回転速度変動の算出処理（Ｓ５）は、第２ローラ１０２の一回転に発生する回転角変動の振幅と位相を算出する。具体的には、第２ローラ１０２の一回転における回転角変動の振幅をＡ’、ホーム位置を基準とした初期位相をα’として算出する。
【０１３３】
以下に、第２ローラ１０２の回転角変動の振幅と位相を算出する方法について説明する。
第２ローラ１０２の回転角変動の振幅と位相は、ホーム位置を基準として、第１ローラ１０１において、２つのスリットで構成する第１区間（図１７おける検出区間Ａ）と、同様に、別の２つのスリットで構成する第１区間とは位相が異なる第２区間（図１７おける検出区間Ｂ）を回転する間に、第２ローラ１０２が回転した回転角から求める。
【０１３４】
まず、第２ローラ１０２の偏心等による回転角変動を含む第２ローラ１０２の回転角θ2を以下の数４０のように規定する。
【数４０】
2007137535.tif 000042
【０１３５】
ここで、第１項のθ02は、ベルトの移動に伴って回転する第２ローラ１０２の理想回転角であり、ベルト移動量をローラの回転角に変換したものに等しい。つまり、第２ローラ１０２の偏心等が無く理想的なローラおよびエンコーダであれば、θ02となる。この回転角に振幅Ａ’、位相α’の第２ローラ１０２の偏心や検出手段１０２ａの取付け偏心による回転角変動成分を示す第２項が重畳されている。
【０１３６】
ここで、第１ローラ１０１の回転角においても上記数４０と同様の関係となるが、第１ローラ１０１が検出区間Ａにおいて、１周（２π）回転したときには、上記数４０の第２項に相当する変動成分は０となる。第２ローラ１０２の理想回転角θ02と第１ローラ１０１の回転角との関係は下記の数４１のようになる。
【数４１】
2007137535.tif 000043
【０１３７】
第１ローラ１０１と第２ローラ１０２の径比（Ｒ1／Ｒ2）は、図１８のＳ４にて求められた値を用いる。「Ｎ」は検出区間回転時における第１ローラ１０１の回転数である。ここでは、ローラ径比が１：２に設計されているので、第１の検出区間が第２ローラ１０２の回転角πとなっていることから、Ｎ＝１である。第１ローラ１０１が検出区間Ａを回転する際に取得した回転角データと、上記数４１を上記数４０に代入することで、下記の数４２が成立する。
【数４２】
2007137535.tif 000044
【０１３８】
上記数４２と同様に、検出区間Ｂで成立する式から変形して導出される以下の数４３に示す方程式を解くことで、第２ローラ１０２の回転角変動成分の振幅Ａ’と位相α’が求められる。
【数４３】
2007137535.tif 000045
【０１３９】
これにより、第２ローラ１０２の回転角変動の振幅Ａ’とホーム位置を基準とした位相α’が求められる。この振幅Ａ’と位相α’の演算処理終了後、数値をデータメモリに記憶し（Ｓ６）、第２ローラ１０２の目標回転角θ2refを設定する。検出精度を上げるために、実線で示したＳ３からＳ６までの動作を繰り返して、複数の振幅Ａ’、位相α’の平均値を求めても良い。
【０１４０】
上記数４３の方程式により求められた振幅Ａ’と位相α’とから、ベルトが一定量で移動したときの第２ローラ１０２の回転角（目標角）θ2refを生成し、そのデータに基づきフィードバック制御を行う。
【０１４１】
従って、ベルト移動量が一定のときの第２ローラ１０２の回転角（目標回転角）θ2refは、上記数４０から以下の数４４のように表すことができる。
【数４４】
2007137535.tif 000046
【０１４２】
よって、第２ローラ１０２の回転角を上記数４４に示す目標回転角θ2refとなるようにフィードバック制御を行うことで、ベルト移動量を適切に制御することができる。なお、θ02’は、ベルト移動量を駆動ローラ半径で除算した駆動ローラ回転角である。本実施形態では、上記数４４の第２項のデータをΔθｒとしてモータコントローラ１１５へ送信している。
【０１４３】
（ＰＬＤ変動を考慮した回転速度情報による認識方法３）
第２ローラ１０２の周期変動の認識の際、ベルト周方向においてＰＬＤ変動（ベルト厚み変動）が存在すると、それぞれのローラ回転にＰＬＤに起因した位相の異なる影響を与えるため、認識誤差が生じてしまう。
よって、本実施形態では、上述したＰＬＤ変動の認識方法１や２により第１ローラ１０１と第２ローラ１０２との回転情報（回転速度）からＰＬＤ変動を認識しておき、第１ローラ１０１と第２ローラ１０２の回転時間計測時に発生が予想される検出誤差を演算しておき、この結果から第１ローラ１０１と第２ローラ１０２の回転時間計測誤差を補正するようにしている。
【０１４４】
具体的に説明すると、まず、ベルト一周におけるＰＬＤ変動の検出を行う。ベルトＰＬＤ変動の検出は、ベルトを１周回以上駆動し、第１ローラ１０１と第２ローラ１０２とからそれぞれ回転速度を得る。このとき、ローラ偏心による周期変動も検出されてしまうため、ベルト１０３のＰＬＤ変動による回転速度変動の検出を行う場合は、ローラの回転周期の帯域を遮断するフィルタを用いて、第１ローラ１０１と第２ローラ１０２との回転速度情報を得る。それぞれの回転速度には、ベルトのＰＬＤ変動に起因した回転速度変動が含まれている。２つの回転速度からは、ローラの径や位置関係によって、位相や振幅の異なる２つのＰＬＤ変動による回転速度変動が重畳された結果が得られる。しかし、２つのローラ位置関係やローラ径などの予め設計時に既定されるパラメータと上述した認識方法１や２の処理を行うことで、重畳されたデータから一方のＰＬＤ変動を認識することができる。
【０１４５】
つづいて、認識されたＰＬＤ変動を用いて、第１ローラ１０１と第２ローラ１０２のＰＬＤ変動による回転時間の計測誤差を補正する。詳しくは、ＰＬＤ変動による回転速度変動を検出して、第１ローラ１０１と第２ローラ１０２のＰＬＤ変動による回転時間計測を補正する。そして、上記した方法に基づき第２ローラ１０２の偏心やエンコーダ盤取付け偏心による回転周期変動を算出する。このとき、第１ローラ１０１および第２ローラ１０２の回転情報は、ＰＬＤ変動による回転速度変動分が補正された回転情報となっている。よって、より正確な第２ローラ１０２の回転周期変動を求めることができる。その後、この補正された回転情報に基づき第２ローラ１０２の回転周期変動を算出したら、先程設定した帯域遮断フィルタをはずして、再び、ＰＬＤ変動による回転速度変動を検出する。このとき、第２ローラ１０２の回転情報は、第２ローラ１０２の偏心などによる回転速度変動が除去されたものとなっているので、帯域遮断フィルタをはずしても、第２ローラ１０２の回転速度変動から算出されるベルトＰＬＤ変動による回転速度変動に誤差が生じることがない。また、この２回目のベルトＰＬＤ変動による回転速度変動の検出で、より帯域の広い（より複雑な変動の）ベルト厚み変動による回転速度変動の検出が可能となり、より正確なベルトＰＬＤ変動による回転速度変動を算出することができる。
【０１４６】
その後、このようにして求められたＰＬＤ変動による回転速度変動と第２ローラ１０２の偏心および第２検出手段による回転周期変動とを用いて、フィードバック制御を行うときの目標となる第２ローラ１０２の目標回転速度を求めて、フィードバック制御を行う。このとき求められる第２ローラ１０２の回転速度は、ＰＬＤ変動による回転速度変動と第２ローラ１０２の偏心および第２検出手段による回転周期変動とを考慮にいれたものであるので、より高精度にベルト搬送を制御することができる。
【０１４７】
［駆動ローラ熱膨張によるベルト移動位置変動の補正手法］
本実施形態のように２つのローラの回転情報が得られることで、駆動ローラである第２ローラ１０２の熱膨張を推測することができる。つまり、２箇所のローラ１０１，１０２のエンコーダ出力（回転情報）から一方のローラの既定回転量に対する他方のローラ回転量の変化からローラの温度変化やローラの熱膨張を推測することができる。以下、これを簡易な例で説明する。
【０１４８】
第１ローラ１０１と第２ローラ１０２は、単位温度あたりの径の変化率は異なるように設計されている。予め、それぞれのローラで温度１［℃］あたりの径の変化量（径の変化率）を把握しておく。基準温度（２５［℃］）の時の各ローラの径が第１ローラ１０１の径が３２［ｍｍ］であり、第２ローラ１０２の径が１６［ｍｍ］であるとき、その径比は２である。ここで、第１ローラ１０１を１００［ｒａｄ］だけ回転させた時、ベルト１０３とローラとの間のすべりが無いものとすると、第２ローラ１０２は２００［ｒａｄ］だけ回転することになる。
【０１４９】
次に、基準温度に対してローラ温度が５［℃］上昇して３０［℃］となった時、第１ローラ１０１の径が３２．０４［ｍｍ］であり、第２ローラ１０２の径が１６．０１［ｍｍ］であるとする。同じ割合で膨張すれば径比は変わらないが、ここでは両ローラの膨張量が異なり、径比は２．００１２になる。ここで、第１ローラ１０１を１００［ｒａｄ］だけ回転させた時、第２ローラ１０２は２００．１２［ｒａｄ］だけ回転する。
【０１５０】
このような第２ローラ１０２の回転量の変化（ここでは０．１２［ｒａｄ］）をロータリエンコーダ出力から検出する。この結果から、下記に説明する算出式を用いて、ローラの温度変化を求めることが可能である。また、予め計測した単位温度あたりのローラ径の変化率から変化したローラ径を求めることもできる。ローラの熱膨張を認識することで、上述したローラ径の変化によるベルトの平均速度の変化が求められる。この平均速度変化が発生しないようにモータの平均回転速度を調整する。
【０１５１】
具体的に説明すると、まず、第１ローラ１０１と第２ローラ１０２を単位温度あたりの径の変化率が異なるように設計する。ローラ形状が中実であるか中空であるかによって、同じ材質でもローラ構造によって径の変化率は異なるが、第１ローラ１０１と第２ローラ１０２の径変化率の差を大きくするために、材質を熱膨張係数の異なるものに指定する。本実施形態では、第２ローラ１０２（駆動ローラ）をゴム、第１ローラ１０１をＡＬ素材とした。第２ローラ１０２と第１ローラ１０１の材質の組合せをゴムと金属にすることで、径の変化率の差を大きく設定することができる。また、第２ローラ１０２のゴムは、転写ベルトとのすべりが極力発生しないように、ＥＰゴムを使用し硬度６０°となるように製造されている。また、第１ローラ１０１のＡＬは、中空構造で、慣性モーメントが低くなるように設計されている。これによってベルトの速度変動に対する追従性が高くなり、すべりも発生しにくい。
【０１５２】
ここで、ローラの温度変化を回転情報から検出する過程について説明する。
第２ローラ１０２の基準温度時における半径をＲdとし、第１ローラ１０１の基準温度時における半径をＲeとし、第２ローラ１０２における１［℃］あたりの径の変化量をβとし、第１ローラ１０１における１［℃］あたりの径の変化量をαとし、基準温度からの第２ローラ１０２の温度変化をＴ１とし、基準温度からの第１ローラ１０１の温度変化をＴ２とし、ＰＬＤの平均値をＢｔとしたとき、ベルト１０３とローラとの間ですべりが発生しないとすると、第２ローラ１０２の回転角θdと第１ローラ１０１の回転角θeとの関係は、下記の数４５となる。
【数４５】
2007137535.tif 000047
【０１５３】
上述したローラ実行半径（Ｒｄ＋Ｂｔ），（Ｒｅ＋Ｂｔ）に対して、半径の温度変化量  βＴ１，αＴ２の方が十分に小さいことを考慮して、上記数４５を変形して近似すると、第１ローラ１０１の回転角θeは、下記の数４６となる。
【数４６】
2007137535.tif 000048
【０１５４】
ローラの温度変化によって発生する第２ローラ１０２の回転角変化量Δθdは、下記の数４７となる。
【数４７】
2007137535.tif 000049
上記数４７は、基準温度時の第２ローラ１０２の回転角に対し、ローラの温度上昇が発生した場合において第２ローラ１０２の回転角が変化する量を表している。
【０１５５】
ここで、ベルト等による熱伝導によって、第２ローラ１０２と第１ローラ１０１がほぼ同じ温度上昇をすることが多い。つまり、Ｔ１＝Ｔ２が成立する場合である。Ｔ１＝Ｔ２を上記数４７に代入して変形すると、下記の数４８となる。
【数４８】
2007137535.tif 000050
【０１５６】
上記数４８より、第１ローラ１０１の回転角θeに対する第２ローラ１０２の回転角変化量Δθdを検出することによって、第２ローラ１０２の温度Ｔ１が算出することができる。ローラの温度変化が分かれば、径の変化量もα、βを用いて認識することができ、それに応じてモータの平均回転速度または、平均回転角を調節することができる。
【０１５７】
上記数４８からローラの温度を算出するにあたり、事前に計測が必要なパラメータがローラ径の単位温度あたりの変化量である。本実施形態で用いた第２ローラ１０２（材質：ＥＰゴム）と第１ローラ１０１（材質：アルミ）の温度上昇による外径変化を計測した結果を図１９及び図２０に示す。図１９が第２ローラ１０２の場合であり、図２０が第１ローラ１０１の場合である。それぞれプロットしたデータの傾きを求めて、１［℃］あたりの径の変化量を求めたところ、第２ローラ１０２のβが０．００２８９［ｍｍ］（変化率０．００９２［％］）で、第１ローラ１０１のαが０．０００３１［ｍｍ］（変化率０．００２０［％］）であった。
【０１５８】
ローラ径の単位温度あたりの変化量から、基準温度からの温度上昇とそのときのローラ径、第２ローラ１０２と第１ローラ１０１との径比を算出したものを下記の表１に示す。このように、温度上昇に伴い、径比が変化することがわかる。この径比の変化を第２ローラ１０２と第１ローラ１０１の回転情報から判断しローラの温度変化を認識する。
【表１】
2007137535.tif 000051
【０１５９】
ローラ径比の算出は、第２ローラ１０２の回転周期変動の算出処理におけるローラ径比算出処理（図１６のＳ５）のデータを用いることができる。また、より精度よくローラ径比を算出するためにデータサンプル周期を長く、または、サンプルデータ数を増やすことで、精度を向上することも可能である。上記表１に示したように、基準温度から５［℃］温度が上昇すると、径比が２．０から２．０００７に変化する。このとき、第２ローラ１０２を２００［ｒａｄ］だけ回転させたときの第２ローラ１０２の回転角は、０［℃］で１００．０［ｒａｄ］、５［℃］で９９．９６［ｒａｄ］となり、Δθdは、０．０４［ｒａｄ］となる。第１ローラ１０１を２０００［ｒａｄ］とすれば、Δθdは、０．４［ｒａｄ］となる。データのサンプル周期を長くすることで、Ｓ／Ｎ比を向上することが可能となる。これは、角速度の検出でも同様である。
【０１６０】
本実施形態では、予め、ローラ径、ＰＬＤ平均数値、単位温度あたりのローラ径の変化量を上記数４８の変数に代入しておき、第２ローラ１０２の回転量と第１ローラ１０１の回転量の変化からローラ温度変化量を算出する。第２ローラ１０２の回転量変化を得るには、第１ローラ１０１の回転量に対する第２ローラ１０２の回転量を２度検出する必要がある。これによって、１回目の検出から２回目の検出までに変化したローラの温度を知ることができる。
【０１６１】
この１回目の検出は、いつ行っても良い。例えば、製造工程において、工場内環境で１回目の検出を行う。そして、出荷後、ユーザー環境下で画像出力の際に検出を行い、現在、製造時（工場内環境）に対してどのくらいローラ温度が変化しているか知ることができる。
【０１６２】
また、別の例として、レジストレーション補正動作時に１回目の検出を行う。そして、随時、２回目の検出を繰り返し、１回目の検出からのローラ温度変化を管理し、モータの平均速度を補正する。レジストレーション補正動作時に１回目の検出を行うことの利点について説明する。レジストレーション補正動作とは、画像形成装置の多くで行われている公知の動作で、レジスト検出パターンを複数種類作像し、用紙上に作像された検出パターンからユーザーが適切なパターンを選択することで、用紙搬送量やインク吐出タイミングを補正する動作である。このような、レジストレーション補正動作は、部品精度による画像形成位置の変動の他、ベルトの平均移動量変化で発生するレジストずれを補正する機能を持つ。このレジストレーション補正動作と本発明であるローラ温度変化の検出及びモータ平均回転量補正のタイミングを合わせることにより、それぞれの機能が有効に働き、レジストレーション補正動作の回数は大きく低減される。つまり、レジストレーション補正動作時に１回目の検出を行う。このとき、レジストずれは補正され良好な画像が得られる。そして、ローラの温度変化による径変化が発生した場合、随時、行われる２回目の検出により、１回目に対するローラの径変化が認識され、モータの平均回転量は調整される。本実施形態においては、ローラ径変化によるベルトの平均移動量変化は抑制されるため、装置内温度の変化に応じて実行が必要とされていたレジストレーション補正動作の実行回数は低減される。逆に、１回目の検出がレジストレーション補正動作と同期していないと、レジストレーション補正された直後に本発明のモータ平均回転量調整が行われ、レジストずれを発生させてしまう。
【０１６３】
［ベルトの位置決め制御手法］
次に、上記モータコントローラ１１５を位置決め制御装置として、一般的な位置決め制御装置の説明をする。
図２１及び図２２はセミクローズドループと呼ばれる一般的な位置決め制御装置のブロック線図である。図２１は、位置のフィードバックループのみからなる位置決め制御装置であり、図２２は位置と速度のフィードバックループからなる位置決め制御装置である。
【０１６４】
まず、図２１のブロック線図を説明する。
目標値（目標位置）とフィードバックされた位置情報は比較器８３で比較され、位置偏差として位置補償器８４へ入力される。位置補償器８４では所定のゲインの乗算や所定のフィルタ処理がされて、電圧指令値もしくは電流指令値として出力され、ドライバ６９へ入力される。位置補償器８４は、ＰＩＤや位相進みや位相遅れ等の古典制御理論や、図示されていないが、制御対象７２の状態量をフィードバックする現代制御理論に基づく状態フィードバックや、Ｈ∞制御に代表されるロバスト制御理論等のいずれの補償方法を使用しても良い。ドライバ６９は電圧指令値に応じたモータ電圧を流す電圧制御ドライバもしくは、電流指令値に応じたモータ電流を流す電流制御ドライバから構築される。ここでは、伝達特性が簡単となる電流制御ドライバを使用するものとして説明する。電流ドライバ６９によってサーボモータ７０は位置補償器８４からの指令電流相当のモータ電流で駆動される。モータ軸もしくは駆動軸の回転位置は位置検出器７１によって検出される。モータの駆動力は、伝達機構を介して制御対象７２を駆動する。位置検出器７１は図１中のコードホイール８とエンコーダセンサ９に相当する。位置検出器７１で検出された位置情報は比較器８３へとフィードバックされる。上記サーボモータ７０は、ＤＣブラシ付モータ、ＤＣブラシレスモータ、ＡＣサーボモータ等が使用できる。上記サーボモータの種類によって、ドライバ６９の駆動形式（単相、三相、ホール素子入力等）も変わってくる。
【０１６５】
次に、図２２のブロック線図を説明する。
目標値（目標位置）とフィードバックされた位置情報は比較器６５で比較され、位置偏差として位置補償器６６へ入力される。位置補償器６６では所定のゲインの乗算や所定のフィルタ処理がされて、目標速度が出力される。出力された目標速度とフィードバックされる速度情報は比較器６７で比較され、速度偏差として速度補償器６８へ入力される。速度補償器６８からは所定のゲインの乗算や所定のフィルタ処理がされて電圧指令値もしくは電流指令値として出力され、ドライバ６９へ入力される。位置補償器６８、速度補償器６６は、ＰＩＤや位相進みや位相遅れ等の古典制御理論や、図示されていないが、制御対象７２の状態量をフィードバックする現代制御理論に基づく状態フィードバックや、Ｈ∞制御に代表されるロバスト制御理論等のいずれの補償方法を使用しても良い。ドライバ６９は電圧指令値に応じたモータ電圧を流す電圧制御ドライバもしくは、電流指令値に応じたモータ電流を流す電流制御ドライバから構築される。ここでは、伝達特性が簡単となる電流制御ドライバを使用するものとして説明する。電流ドライバ６９によってサーボモータ７０は速度補償器６８からの指令電流相当のモータ電流で駆動される。モータ軸もしくは駆動軸の回転位置は位置検出器７１によって検出される。モータの駆動力は、伝達機構によって制御対象７２を駆動する。位置検出器７１は図１中のコードホイール８とエンコーダセンサ９に相当する。位置検出器７１で検出された位置情報は比較器６５へとフィードバックされる。位置検出器７１によって検出された位置情報は、速度演算部７３へ入力され、速度情報へ変換されて比較器６７へフィードバックされる。速度演算部では、所定周期毎の位置情報の差分や、位置情報の周期を測定する方法（Ｆ／Ｖ変換等）によって速度情報を得ることができる。上記サーボモータ７０は、ＤＣブラシ付モータ、ＤＣブラシレスモータ、ＡＣサーボモータ等が使用できる。上記サーボモータの種類によって、ドライバ６９の駆動形式（単相、三相、ホール素子入力等）も変わってくる。
【０１６６】
次に、上記インクジェット記録装置に搭載する場合の制御系の形態について説明する。
位置決め制御装置は、アナログ回路やＡＳＩＣ等の専用回路、もしくは、ＣＰＵやＤＳＰ等の演算器によって構築できる。ここでは位置決め制御装置専用にＤＳＰを使用した例について図２３に基づいて説明する。他の形態としては、ホストＣＰＵをタイムシェアして制御演算に使用する場合もある。
【０１６７】
制御演算専用のＤＳＰ７６とホストＣＰＵ７４は目標値の情報や、その他のデータの授受をホストインタフェース７５を介して行う。ホストインタフェース７５はシリアルインタフェース、パラレルインタフェース、共有メモリ、所定のレジスタ等である。ＤＳＰ７６はＲＯＭ７７の演算プログラムに基づいて、制御演算を行う。演算時のデータはＲＡＭ７８に記憶される。また、制御演算を速くするためにＲＯＭ７７にあるプログラムを初期化時にＲＡＭ７８にロードしＲＡＭ上で実行することもある。エンコーダはインクリメンタル型のロータリエンコーダ７９とし、エンコーダからはＡ相Ｂ相のパルスが出力されるものとすると、エンコーダからのパルスはカウンタ８０によってカウントされる。一般的には、Ａ相Ｂ相のパルスを４逓倍した値がカウントされ、Ａ相Ｂ相の位相差からアップ／ダウンが判定される。ＤＳＰ７６はカウンタ８０から位置情報を読み出し、所定の制御演算の結果に基づいて、指令電流値相当の値をＤＡＣ８１へ設定する。ＤＡＣ８１は電流値相当の電圧をモータドライバ８２に与え、モータドライバ８２はモータを駆動する。ここではドライバ８２を電流制御ドライバとし、電流制御はドライバ内部で行うものとしたが、検出したモータ駆動電流を不図示のＡＤＣを介してＤＳＰへフィードバックし、ＤＳＰによって電流制御を行う構成もある。また、ＤＳＰ７６からＤＳＰのバスを介して直接電圧値を設定できるモータドライバの構成もある。モータドライバの駆動方式も一般的にはＰＷＭ方式が主流であるが、精密駆動を行う場合リニア方式もある。エンコーダパルスから速度を検出する場合は、ＤＳＰ７６によって差分演算をする方法や、不図示のＦ／Ｖ変換回路による方法や、不図示の基本クロックによってパルス間隔を測定する速度カウンタ等の方式がある。
【０１６８】
図２３のＤＳＰ７６を使用することによって、先に説明したベルト厚み変動に対する補正量や、駆動ローラ偏心とエンコーダ取り付け偏心の補正量などを算出する場合、不図示であるが、補正用のロータリエンコーダとカウンタがＤＳＰ７６のバス上に配置される。インクジェット記録装置の記録紙の送り量は、画像品質に応じてホストＣＰＵ７４からホストインタフェース７５を介してＤＳＰ７５に命令される。例えば、印字ヘッドを搭載したキャリッジが一走査すると、ヘッド印字幅分の送り量が命令される。ホストＣＰＵ７４からの送り量の命令値は、記録紙送り量でも、それ相当の駆動ローラの回転角度でも良い。ここでは、目標回転角度θrefを受け取ることにする。目標回転角度θrefを受け取ったＤＳＰ７５は、移動量に対応したベルト厚み変動に対する補正量と駆動ローラ偏心とエンコーダ取り付け偏心の補正量とを算出し、これら補正値を使用して上記目標回転角度θrefを補正する。補正された目標回転角度θref’を図２１もしくは図２２に示す上記位置決め制御装置の目標値として設定し、補正された目標値へ位置決めを行う。
【０１６９】
例えば、ベルト移動位置Ｄの変動量ΔＤd（上記数２０の第２項）を駆動ローラ３の半径Ｒdで除算したものΔθb＝ΔＤd／Ｒdと、駆動ローラの偏心Δθr（上記数４４の第２項）より、下記の数４９に示すように、補正された目標回転角度θref’を求める。
【数４９】
2007137535.tif 000052
【０１７０】
目標回転角度の単位系は、一般的にｒａｄもしくはｄｅｇであるが、デジタルエンコーダを使用しているため、回転角度の設定単位はエンコーダのパルスでも良い。その場合、フィードバックされる単位系も位置はパルス、速度はパルス／秒となる。
また、上記の説明では、目標回転角度θrefをＤＳＰ７５が行う説明をしたが、ベルト厚み変動に対する補正量や駆動ローラ偏心とエンコーダ取り付け偏心の補正量をホストＣＰＵ７４が管理することによって、目標回転角度θref’を演算し、補正した目標回転角度θref’をＤＳＰ７５へ渡しても良い。また、ホストＣＰＵをタイムシェアした位置決め制御装置の場合、目標値の補正から制御まで全てホストＣＰＵで行うことになる。
【０１７１】
以上、本実施形態に係るインクジェット記録装置は、無端状ベルトの移動に伴って連れ回り回転する従動支持回転体としてのテンションローラ４とそのベルトに駆動力を伝達する駆動支持回転体としての駆動ローラ３とを含む複数の支持回転体である支持ローラに掛け渡されたベルトからなる記録材搬送部材としての搬送ベルト２と、駆動ローラ３に駆動力を付与する駆動手段としてのサーボモータ７０と、搬送ベルト２の駆動制御を行うベルト駆動制御装置と、このベルト駆動制御装置の駆動制御により間欠移動する搬送ベルト２に担持搬送されている記録材としての記録紙上に画像を形成する画像形成手段としてのキャリッジ２１とを備えている。このベルト駆動制御装置は、複数の支持ローラのうち、径が互いに異なる２つの支持ローラ１０１，１０２における回転角変位又は回転角速度を検出するロータリエンコーダからなる検出手段１０１ａ，１０２ａを備え、その検出手段により検出された回転情報に基づいて、ベルト１０３の移動方向位置が所定の目標位置となるように、駆動ローラとなる第２ローラ１０２の駆動を制御を行う制御手段を有する。このようなベルト駆動制御装置によれば、ベルト１０３の周方向におけるピッチ線距離の変動又はベルト厚み変動により生じるベルト移動位置変動、ベルト１０３を駆動制御するために用いる２つの支持ローラ１０１，１０２の偏心や検出手段１０１ａ，１０２ａの組み付け誤差に起因した支持ローラの回転周期で発生するベルト移動位置変動、温度変化や経時摩耗等により支持ローラ１０１，１０２の径が変化することによるベルト移動位置変動、を認識することが可能である。その結果、認識したベルト移動位置変動を考慮して、ベルト間欠移動時における各ベルト停止位置を制御することが可能である。したがって、ベルト間欠移動時における各ベルト停止位置を高精度に制御することが可能となり、白スジ、黒スジ、バンディングといった画質劣化が十分に抑制され、高画質で高安定な画像形成が可能になる。
また、本実施形態においては、２つの支持ローラ１０１，１０２の回転情報に基づき、駆動ローラである第２ローラ１０２に巻き付いているベルト部分におけるピッチ線距離（ＰＬＤ）の変動によって生じるベルト１０３の移動位置変動を小さくしてベルト１０３の移動方向位置が所定の目標位置となるように駆動制御を行う。よって、ＰＬＤ変動により生じるベルト移動位置変動を抑制する駆動制御を行うことができ、ベルト間欠移動時における各ベルト停止位置を高精度に制御することができる。
また、本実施形態においては、２つの支持ローラ１０１，１０２の回転情報に基づき、駆動ローラである第２ローラ１０２に巻き付いているベルト部分におけるベルト厚みの変動によって生じるベルト１０３の移動位置変動を小さくしてベルト１０３の移動方向位置が所定の目標位置となるように駆動制御を行う。よって、ベルト厚み変動により生じるベルト移動位置変動を抑制する駆動制御を行うことができ、ベルト間欠移動時における各ベルト停止位置を高精度に制御することができる。
また、本実施形態においては、２つの支持ローラ１０１，１０２の一方あるいは両方の回転情報に含まれる位相の異なる２つの回転変動情報のうちの一方の回転変動情報が示す変動量を小さくする処理を行い、その処理結果を用いて駆動制御を行う。２つの支持ローラ１０１，１０２の回転情報から得られるベルト周期変動成分は、上述したように、それぞれのローラに巻き付いている２箇所のベルト部分の影響が重畳された結果である。つまり、位相の異なる２つのベルト周期変動成分が重畳されている。そのため、一方の変動を小さくする処理を用いることで、他方のみを認識することができる。よって、ＰＬＤ変動又はベルト厚み変動によるベルト移動位置変動を更に抑制する駆動制御を行うことができ、ベルト間欠移動時における各ベルト停止位置をより高精度に制御することができる。
また、本実施形態において、上記処理は、図８及び図９に示した処理のように、２つの支持ローラ１０１，１０２の一方あるいは両方の回転情報に含まれる位相の異なる２つの回転変動情報に対し、ベルト移動経路上における２つの支持ローラ１０１，１０２間の距離と、２つの支持ローラ１０１，１０２の径に基づいたゲインとを与えたものを加算処理し、その処理結果について、更に該加算処理を行うという処理をｎ（ｎ≧１）回繰り返し行うものであって、第ｎ回目の加算処理時における該ゲインとして第１回目の加算処理時におけるゲインＧを２n-1乗したものを用い、第ｎ回目の加算処理時におけるその遅延時間として該ベルト通過時間を２n-1倍したものを用いて行う。このように重畳されたベルト周期変動の一方を小さくする処理として、図８に示した連続データ処理や図９に離散データ処理のような不帰還（ＦＩＲ）フィルタ演算を用いることで、一方のベルト周期成分を正確に認識することができる。
また、本実施形態において、２つの支持ローラ１０１，１０２は、これらの支持ローラ間のベルト移動経路長とベルト全周長との比が２Ｎｂ（Ｎｂは自然数）となるように配置されており、重畳されたベルト周期変動の一方を小さくする処理は、２つの支持ローラ１０１，１０２の一方あるいは両方の回転情報に含まれる位相の異なる２つの回転変動情報に対し、ベルト移動経路上における２つの支持ローラ１０１，１０２間の距離と、２つの支持ローラ１０１，１０２の径に基づいたゲインとを与えたものを加算処理し、その処理結果について更に同じ加算処理を行うという処理をＮｂ回繰り返し行うものであって、第ｎ回目の加算処理時における該ゲインとして第１回目の加算処理時におけるゲインＧを２n-1乗したものを用い、第ｎ回目の加算処理時における該遅延時間として該ベルト通過時間を２n-1倍したものを用いて行う。２つの支持ローラ１０１，１０２の配置位置をローラ間ベルト移動経路長とベルト全周長との比が２Ｎｂとなるように限定することで、図８及び図９に示した演算処理のＮｂ段目までの処理を、高精度かつ短時間で行うことができる。
また、本実施形態において、上記処理は、図１０に示した処理のように、２つの支持ローラ１０１，１０２の一方あるいは両方の回転情報に含まれる位相の異なる２つの回転変動情報に対し、ベルト移動経路上における２つの支持ローラ１０１，１０２の距離と、２つの支持ローラ１０１，１０２の径に基づいたゲインとを与えたものを出力情報とし、該出力情報を帰還して２つの回転変動情報に加算する処理を行うようにしてもよい。この処理は、図８及び図９に示した不帰還（ＦＩＲ）フィルタ演算を無限に段数を加えたものと等価変換の再帰還（ＩＩＲフィルタ）処理である。この処理に用いれば、少ない演算数で一方のベルト周期成分を正確に認識することができる。
また、本実施形態においては、ベルト１０３が１周する期間に得られる回転変動情報を記憶する変動情報記憶手段を有する。これにより、過去に認識したベルト一周分のＰＬＤ変動データを保持することができるので、ベルト駆動制御開始時（ＰＬＤ変動の認識が行われていない状態）でも過去の認識データをもとにベルト駆動制御が可能となる。
特に、回転変動情報を所定のタイミングで再び求める処理を行うようにすれば、記憶されているＰＬＤ変動データを定期的に更新することができ、環境や経時に変化するＰＬＤ変動に対応することができる。
また、回転変動情報を求める処理を行いながら駆動制御を行うようにすれば、記憶されているＰＬＤ変動データをもとに駆動制御すると同時に新たなＰＬＤ変動を認識することができ、環境変化や経時変化への追従性を高めることができる。
また、本実施形態においては、ベルト１０３の基準ベルト移動方向位置を把握するために、ベルト上の基準位置を示すホームポジションマーク１０３ａを検知するマーク検知手段としてのマーク検知センサ１０４を設け、そのマーク検知センサ１０４による検知タイミングを基準に回転変動情報を取得し、かつ、駆動制御を行う。これにより、ベルトの現在の回転位相を把握することできる。よって、把握したＰＬＤ変動との位相差なく適切にベルト駆動制御を行うことがが可能となる。
また、回転変動情報とベルトの移動方向位置との関係情報をベルト周長に基づいて把握した上で駆動制御を行うようにしてもよい。物理的にホームポジションマーク１０３ａを設けなくても、上述したように、各パラメータ（ベルト周長、ベルト平均搬送速度又は距離）や支持ローラ１０１，１０２の回転情報から、ベルト１０３の現在の回転位相を把握することできる。よって、ホームポジションマーク１０３ａを設けなくても、把握したＰＬＤ変動との位相差なく適切にベルト駆動制御を行うことがが可能となる。
【０１７２】
また、本実施形態においては、２つの支持ローラ１０１，１０２のうち径が大きい第２ローラ１０２が既定回転角だけ回転するときの時間と、第２ローラ１０２が既定回転角だけ回転したときのベルト移動距離に対応する回転角分だけ２つの支持ローラ１０１，１０２のうち径が小さい第１ローラ１０１が回転するときの時間とを、同時に計測し、かつ、第２ローラ１０２の一回転周期につき異なる位相で少なくとも２回はその計測を行い、その後、その計測結果に基づいて第２ローラ１０２の一回転周期の回転速度変動の振幅及び位相を導出するという導出処理を行い、この導出処理により導出した振幅及び位相に基づいて、第２ローラ１０２の回転周期で生じるベルト１０３の移動位置変動が小さくなるように駆動制御を行う。これにより、２つの支持ローラ１０１，１０２の回転情報から、ベルト１０３を駆動制御するために用いる２つの支持ローラ１０１，１０２の偏心や検出手段１０１ａ，１０２ａの組み付け誤差に起因した第２ローラ１０２の回転周期で発生するベルト移動位置変動を認識し、認識した移動位置変動に基づいてベルト１０３の移動方向位置が所定の目標位置となるように駆動制御を行うことができる。よって、ベルト１０３の周方向における第２ローラ１０２の回転周期変動により生じるベルト移動位置変動を抑制する駆動制御を行うことができ、ベルト間欠移動時における各ベルト停止位置を高精度に制御することができる。特に、本実施形態では第１ローラ１０１と第２ローラ１０２の径が互いに異なるので、第１ローラ１０１の回転周期変動と第２ローラ１０２の回転周期変動とを分離して求めることができる。また、２つの支持ローラ１０１，１０２で、同じ周長となる検出区間の回転時間計測を第２ローラ１０２の回転周期において異なる位相で２回行うようにすれば、最も少ない計測回数で第２ローラ１０２の回転周期で発生している変動成分を認識することができる。
また、２つの支持ローラ１０１，１０２のうち径が大きい第２ローラ１０２が既定回転角だけ回転したときのベルト移動距離に対応する回転角分だけ２つの支持ローラ１０１，１０２のうち径が小さい第１ローラ１０１が回転する時間内に、第２ローラ１０２が回転する回転角を計測し、かつ、第２支持ローラ１０２の一回転周期につき異なる位相で少なくとも２回はその計測を行い、その後、その計測結果に基づいて第２支持ローラ１０２の一回転周期の回転角変動の振幅及び位相を導出という導出処理を行い、この導出処理により導出した振幅及び位相に基づいて、第２支持ローラ１０２の回転周期で生じるベルト１０３の移動位置変動が小さくなるように駆動制御を行うようにしてもよい。この場合も、ベルト１０３の周方向における第２ローラ１０２の回転周期変動により生じるベルト移動位置変動を抑制する駆動制御を行うことができ、ベルト間欠移動時における各ベルト停止位置を高精度に制御することができる。しかも、回転する時間ではなく回転角を用いることによって、間欠位置決め動作を行いながら回転角変動を演算することが可能となる。
また、本実施形態においては、第２支持ローラ１０２が既定回転角だけ回転したときのベルト移動距離は、第１支持ローラ１０１が一回転したときのベルト移動距離の整数倍である。これにより、第２ローラ１０２の回転周期変動を算出するにあたり、第１ローラ１０１の回転周期変動の影響を受けないデータを得ることができるので、より精度良く第２ローラ１０２の回転周期変動を算出することが可能となる。
また、本実施形態において、既定回転角は、第２支持ローラ１０２の回転周期の１／２である。これにより、周期変動検出感度が最も高くなる。このとき、第２支持ローラ１０２の径を第１支持ローラ１０１の径の２ｎ（ｎは自然数）倍とすれば、第２ローラ１０２の回転周期変動を算出するにあたり、第１ローラ１０１の回転周期変動の影響を受けないデータを得ることができるので、より精度良く第２ローラ１０２の回転周期変動を算出することが可能となる。更に、上記計測を第２支持ローラ１０２の一回転周期につき異なる位相で２回だけ行い、この２回の時間計測を第２支持ローラ１０２の回転周期の１／４に相当する位相差で行うようにすれば、２つの検出区間の位相差が２つの検出区間の位相差角度π／２となるので、検出感度が最も高くなる。
また、本実施形態においては、上記検出手段として、第２支持ローラ１０２の回転情報検出用として高分解能の検出器１０２ａを用い、第１支持ローラ１０１の回転情報検出用として第１ローラ１０１が一回転するときに少なくとも１パルス以上の信号を発信する低分解能の検出器１０１ａを用いる。これにより、第１ローラ１０１に対応する検出手段については安価で簡易な構成となるので低コスト化を図ることができる。特に、本実施形態では、高分解能の検出器１０２ａを、駆動ローラである第２ローラ１０２の回転情報検出用として用いるとよい。
また、本実施形態においては、高分解能の検出器１０２ａとして、第２支持ローラ１０２の回転軸を中心に環状に配置された複数の被検出部であるスリット５０３と、これらのスリット５０３が通過した際にパルス信号を出力する検出部としての検出器５０６とから構成されるものを用い、スリット５０３のひとつであるスリット５０３ｈを位相基準として上記導出処理を行う。これにより、第２ローラ１０２の周期変動を検出する際に、任意にスリットであるスリット５０３ｈを周期変動の位相基準となるホームポジションとすることができ、別途、第２ローラ１０２のホームポジションマークを設置する必要がなくなる。
特に、上記位相基準となるスリット５０３ｈを基準として駆動制御を行うようにするのが好ましい。第２ローラ１０２の周期変動を検出する際と同様に、検出された周期変動に基づいて制御する場合にも、ローラの回転位相と周期変動の位相を一致させる必要がある。よって、上記位相基準となるスリット５０３ｈを基準として駆動制御を行うようにすれば、駆動制御用としても、別途ホームポジションマークを設置する必要がなくなる。
また、本実施形態において、上記高分解能の検出器１０２ａとして、位相が１８０°ずれた位置のスリット５０３をそれぞれ検出する２つの検出部を備えるようにしてもよい。ローラの偏心のみを補正制御したい場合やより高精度を実現する場合には、このような構成により回転盤５０５の偏心の影響を除去することができる。
また、本実施形態においては、電源投入時に上記導出処理を行う。この場合、回転周期変動のホーム位置が固定されていなくても、電源投入時に毎回、任意にホーム位置を設定して回転周期変動が認識することが可能となる。また、環境や径時変化に対応することもできる。
また、上記導出処理を一定時間経過ごとに行うようにしてもよい。この場合、稼働時の環境変化や径時変化に対応することができる。
また、上記導出処理を逐次的に行うようにしてもよい。この場合、稼働時の環境変化や径時変化に対してより迅速に対応することができる。
【０１７３】
また、本実施形態においては、上記検出手段１０１ａ，１０２ａにより検出された回転情報に基づいて、単位温度変化あたりの直径変化率が互いに異なる２つの支持ローラ１０１，１０２のうちの一方の支持ローラ１０１の回転角速度に対する他方の支持ローラ１０２の回転角速度の変化量を求め、求めた変化量から２つの支持ローラ１０１，１０２の温度変化を算出し、その算出結果に応じて、温度変化により生じるベルト１０３の移動位置変動が小さくなるように駆動制御を行う。これにより、装置内に温度計を設置することなく、各支持ローラ１０１，１０２の温度変化を認識することができる。よって、装置内に温度計を設置しなくても、温度変化に起因したローラ径の変化によるベルト移動位置変動を抑制する駆動制御を行うことができ、ベルト間欠移動時における各ベルト停止位置を高精度に制御することができる。
また、本実施形態においては、第２ローラ１０２がゴム素材で構成され、第１ローラ１０１が金属素材で構成されている。これにより、低コストな素材で２つの回転体の熱膨張率の差を大きくすることができる結果、ローラの温度変化の検出精度が向上する。
また、本実施形態においては、回転周期の比率が整数比である２つの支持ローラ１０１，１０２のうちの一方の支持ローラ１０１の回転角速度に対する他方の支持ローラ１０２の回転角速度の変化量を求める際におけるこれらの回転角速度のサンプリング時間を、２つの支持ローラ１０１，１０２の回転周期の公倍数に相当する時間に設定している。これにより、第１ローラ１０１の偏心によるベルト１０３の移動速度変動の影響や第２ローラ１０２の偏心による回転検出誤差の影響を受けずに高精度に検出することが可能となる。
また、本実施形態においては、回転周期の比率が整数比である２つの支持ローラ１０１，１０２のうちの一方の支持ローラ１０１の回転角速度に対する他方の支持ローラ１０２の回転角速度の変化量を求める際におけるこれらの回転角速度のサンプリング時間を、他方の支持ローラ１０２の回転周期とベルト１０３の移動周期の公倍数に相当する時間に設定してもよい。この場合、ベルト１０３の厚み変動又はＰＬＤ変動によるベルト１０３の移動速度変動の影響や第２ローラ１０２の偏心による回転検出誤差の影響を受けずに高精度に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】本実施形態に係るインクジェット記録装置の記録紙搬送装置を示す構成説明図。
【図２】同インクジェット記録装置の全体構成図。
【図３】同記録紙搬送装置を示す詳細説明図。
【図４】同記録紙搬送装置に使用されているベルト搬送機構の伝達機構を示す説明図。
【図５】同記録紙搬送装置が備える単層構造の搬送ベルトの周方向におけるベルト厚みムラ（ベルト厚み偏差分布）の一例を示すグラフ。
【図６】同搬送ベルトの駆動ローラに巻き付いたベルト部分をその駆動ローラの軸方向から見たときの拡大図。
【図７】ＰＬＤ変動の認識方法１を説明するためのベルト装置の構成例を示す模式図。
【図８】ＰＬＤ変動の認識方法１を説明するための制御ブロック図。
【図９】図８の制御ブロック図をＺ変換して表した制御ブロック図。
【図１０】（ａ）は図９の制御ブロック図を連続系で表現した制御ブロック図、（ｂ）はこれをデジタル処理用の離散的な表現した制御ブロック図。
【図１１】ＰＬＤ変動の認識方法２を説明するためのベルト装置の構成例を示す模式図。
【図１２】ベルトのＰＬＤ変動検出の制御動作を説明するための説明図。
【図１３】ＰＬＤ変動検出例における検出及び更新処理を説明するための説明図。
【図１４】（ａ）は偏心を持つ第２ローラ（駆動ローラ）にベルトが巻き付いている様子を示す説明図。（ｂ）は、回転軸に対してエンコーダ盤の取付け誤差が生じ、エンコーダ盤が偏心を持って回転するモデルを示す説明図。
【図１５】回転速度情報による認識方法１を説明するためのモータ制御の補正データを算出する制御ブロック図。
【図１６】回転速度情報による認識方法１における回転速度変動の検出処理を示したフローチャート。
【図１７】回転速度情報による認識方法１を説明するための他の制御ブロック図。
【図１８】回転速度情報による認識方法１における他の回転速度変動の検出処理を示したフローチャート。
【図１９】第２ローラの温度上昇による外径変化を計測した結果を示すグラフ。
【図２０】第１ローラの温度上昇による外径変化を計測した結果を示すグラフ。
【図２１】位置のフィードバックループのみからなる位置決め制御装置のブロック線図。
【図２２】位置と速度のフィードバックループからなる位置決め制御装置のブロック線図。
【図２３】位置決め制御装置のハードウェア構成を示す説明図。
【符号の説明】
【０１７５】
１  記録紙搬送装置
２  搬送ベルト
３  駆動ローラ
４  テンションローラ
８  コードホイール
９  エンコーダセンサ
１０  プラテン
２０  インクジェットエンジン
２１  キャリッジ
２２  印字ヘッド
２３  カートリッジ
３０  スキャナ部
５０  プリンタ部
７０  サーボモータ
１０１  第１ローラ
１０２  第２ローラ
１０１ａ，１０２ａ  検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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